FR2490519A1

FR2490519A1 - DRILLING FOREST, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND METHOD OF USE

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Publication number: FR2490519A1
Application number: FR8117898A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1982-03-26
Also published as: JPS5789512A; FR2490519B1; DE3138022A1

Abstract

A drilling tool for producing in particular deep holes has a hollow, one-piece tube and a cutting end attached to one end of the tube. The cutting end has an opening to form an outlet from the one-piece hollow tube, and the one-piece hollow tube, to remove the drillings, has a recess, limited by this, over 180 DEG or more. Furthermore, a manufacturing method for a drilling tool of this type and a drilling method for use with a drilling tool of this type are described.

Description

Foret de perçage, son procédé de fabrication et
son mode d'utilisation.Drill drill, its manufacturing process and
how to use it.

L'invention concerne un foret de perçage et notamment un foret pour le perçage de trous profonds. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un tel foret et un procédé de perçage au moyen de ce foret. The invention relates to a drill bit and in particular a drill bit for drilling deep holes. The invention also relates to a method of manufacturing such a drill and a method of drilling by means of this drill.

Le perçage de trous ayant des profondeurs supérieures à cinq fois leur diamètre pose de sérieux problèmes. Drilling holes with depths greater than five times their diameter poses serious problems.

Jusqu'à cette profondeur, on peut utiliser des forets relativement courants et bon marché, tels que des forets hélicoidaux, sans avoir à recourir à une technologie onéreuse ou à ralentir l'opération de perçage.Up to this depth, relatively common and inexpensive drills, such as twist drills, can be used without the need for expensive technology or slowing down the drilling operation.

Lorsque le trou a une profondeur égale à cinq fois son diamètre, on peut le percer rapidement avec un foret hélicoïdal normal mais au delà de cette profondeur, en raison des copeaux rubanés produits, on doit dégager le foret pour éliminer les copeaux des passages du foret. Le perçage s'effectue donc par "avance et recul. When the hole has a depth equal to five times its diameter, it can be drilled quickly with a normal twist drill but beyond this depth, due to the banded chips produced, the drill must be cleared to remove the chips from the drill passages . The drilling is therefore carried out by "advance and retreat.

On a proposé de munir ces forets hélicoidaux d'une alimentation d'huile, les forets comportant un passage pour l'huile tout le long de la mèche pour permettre au fluide de refroidissement d'entre envoyé vers les bords coupants. It has been proposed to provide these helical drills with an oil supply, the drills having a passage for the oil all along the wick to allow the coolant to enter sent to the cutting edges.

Toutefois, cela ne résoud pas le problème de la formation de copeaux rubanés et là encore, on doit procéder par à-coups.However, this does not solve the problem of the formation of banded chips and again, it must be done in spurts.

Le procédé classique de perçage de trous profonds consiste à utiliser des forets creux. Ces forets creux sont généralement constitués par un tube creux en acier équipé d'une tette de coupe rapportée en carbure de tungstène. Un lubrifiant de refoidissment est fourni sous pression élevée (jusqu'à 70 kg/cm2) par l'intérieur du foret jusqu'au bord unique de la tette de coupe. Avec une pression aussi élevée, les copeaux se présentent sous forme de pétales qui sont éliminés par un passage de dégagement formé à l'extérieur du foret. L'action de perçage de ces forets est satisfaisante et donne un bon fini de surface à l'alésage percé en raison de la configuration de la tette en carbure de tungstène et des tampons de polissage qui lui sont associés. The classic method of drilling deep holes is to use hollow drills. These hollow drills are generally made up of a hollow steel tube fitted with an attached tungsten carbide cutting blade. A cooling lubricant is supplied under high pressure (up to 70 kg / cm2) from inside the drill to the single edge of the cutting head. With such a high pressure, the chips are in the form of petals which are eliminated by a clearance passage formed outside the drill. The drilling action of these drills is satisfactory and gives a good surface finish to the drilled bore due to the configuration of the tungsten carbide teat and the polishing pads associated with it.

Cependant, il n'est pas possible d'utiliser des forets creux avec des tours ou des perceuses ordinaires car il faut un outillage spécial. Il faut en particulier prévoir un équipement spécial pour l'alimentation en fluide de refroidissement sous pression élevée. En outre, la zone d'usinage doit entre complètement enclose, en raison de la pression à laquel le les copeaux sont éjectés. De plus, le prix de revient du foret creux proprement dit est élevé du fait de la difficul- té relative de fabrication d'une tette et d'un tube de foret ayant une section en forme de haricot.However, it is not possible to use hollow drills with regular lathes or drills because you need special tools. In particular, special equipment must be provided for supplying coolant under high pressure. In addition, the machining area must enter completely enclosed, due to the pressure at which the chips are ejected. In addition, the cost price of the hollow drill itself is high due to the relative difficulty of manufacturing a tette and a drill tube having a bean-shaped section.

L'invention vise un foret pour perçage profond qui évite ou réduise sensiblement les inconvénients précités. The invention relates to a drill for deep drilling which substantially avoids or reduces the aforementioned drawbacks.

Le foret de perçage profond suivant 1 ' invention comprend : un tube creux d'une seule pièce à l'une des extrémal tés duquel est fixée une tete decoupe, une ouverture étant définie dans la tete de coupe pour constituer un orifice de sortie pour le tube creux, celui ci comportant un passage de dégagement des copeaux de 1860 ou plus. The deep drilling drill bit according to the invention comprises: a hollow tube in one piece at one of the ends of which is fixed a cutting head, an opening being defined in the cutting head to constitute an outlet orifice for the hollow tube, this one having a chip clearance passage of 1860 or more.

L'invention a également pour objet un procédé de fa brication d'un foret de perçage profond qui consiste à former par emboutissage. un tube cylindrique ou sensiblement cylindrique à la configuration désirée, à fixer un support à l'une des extrémités du tube et une eête de coupe à son autre extrémité. The invention also relates to a method of manufacturing a deep drilling drill which consists in forming by stamping. a cylindrical or substantially cylindrical tube in the desired configuration, to fix a support at one end of the tube and a cutting head at its other end.

L'invention vise également un procédé de perçage de trous profonds qui consiste à percer le trou avec un foret comprenant un tube creux d'une seule pièce à l'une des extrémités duquel est fixée une tette de coupe percée de manière à constituer un orifice de sortie pour le tube creux d'une seule pièce, celui-ci présentant un dégagement pour les copeaux de 1800 ou plus ; et à envoyer dans le tube
creux un lubrifiant de refroidissement sous forme d'un
brouillard sous faible pression. The invention also relates to a method for drilling deep holes which consists in drilling the hole with a drill comprising a hollow tube in one piece at one end of which is fixed a cutting blade pierced so as to constitute an orifice outlet for the hollow tube in one piece, this having a clearance for chips of 1800 or more; and send in the tube
hollow a cooling lubricant in the form of a
fog under low pressure.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des des
sins annexés qui représentent à titre non limitatif plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins:
- la figure 1 est une vue de côté d'un premier mode de réalisation d'un foret suivant l'invention 3
- la figure 2 est une vue en coupe montrant la structure intérieure du foret
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais représente le foret équipé d'un tube intérieur pour les forets de plus grand diamètre
- la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 2 ;
- la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 3 ;;
- la figure 6 est une schématique montrant l'utilisé sation d'un foret suivant 11 invention dans un tour automatique classique à une seule broche.The invention will be better understood on reading the detailed description which follows and on examining the
attached sins which represent, without limitation, several embodiments of the invention. In these drawings:
- Figure 1 is a side view of a first embodiment of a drill according to the invention 3
- Figure 2 is a sectional view showing the internal structure of the drill
- Figure 3 is a view similar to Figure 2, but shows the drill equipped with an inner tube for larger diameter drills
- Figure 4 is a cross-sectional view along the line IV-IV of Figure 2;
- Figure 5 is a cross-sectional view along the line VV of Figure 3 ;;
- Figure 6 is a diagram showing the use of a drill according to the invention in a conventional automatic lathe with a single spindle.

Sur les figures 1 et 2, on a représenté un foret pour perçage profond qui comprend un tube creux 1 qui s'étend d'un support 2 à une tête de coupe 3, fixée de façon appropriée à l'extrémité du tube 1. Le tube a une section en D dont le côté plat 4 s'étend approximativement le long de l'axe du trou à forer, le bord de coupe 5 et la face 6 de la tête de coupe colncidant exactement avec l'axe du diamètre du trou. La tête de coupe 3 est avantageusement pourvue de tampons de polissage. Comme il ressort de la figure 2, la tette de couve 3présente un passage longitudinal 7 de diamètre réduit par rapport à l'espace libre 8 à l'intérieur du tube 1, qui forme une sorte de buse par laquelle le fluide de refroidissement et de lubrification peut s'écouler, généralement sous forme de brouillard. Au niveau du support 2, le tube de section en D devient circulaire. In Figures 1 and 2, there is shown a drill for deep drilling which comprises a hollow tube 1 which extends from a support 2 to a cutting head 3, suitably fixed to the end of the tube 1. The tube has a D-section whose flat side 4 extends approximately along the axis of the hole to be drilled, the cutting edge 5 and the face 6 of the cutting head coinciding exactly with the axis of the diameter of the hole . The cutting head 3 is advantageously provided with polishing pads. As can be seen from FIG. 2, the cover plate 3 has a longitudinal passage 7 of reduced diameter relative to the free space 8 inside the tube 1, which forms a kind of nozzle through which the cooling and lubrication may flow, usually as a mist. At the level of the support 2, the section tube in D becomes circular.

Pour fabriquer le foret pour le tube creux, on utilise avantageusement un tube d'acier au molybdène et au chrome de section circulaire. On lui confère la section désirée par emboutissage au moyen de presses appropriées. To manufacture the drill for the hollow tube, advantageously a tube of molybdenum and chromium steel of circular section is used. It is given the desired section by stamping using appropriate presses.

On peut ainsi obtenir une section en D dont le côté plat s'étend le long de l'axe du tube initial que l'on peut conserver à uoeextrémité pour faciliter sa fixation à l'intérieur du support 2. Les problèmes de centrage sont ainsi réduits ou éliminés. A l'autre extrémité du tube 1, on fixe une tête de coupe 3 en carbure de tungstène. La fixation de la texte 3 et du support 2 sur le tube 1 s'effectue avantageusement par brasage.It is thus possible to obtain a section in D whose flat side extends along the axis of the initial tube which can be kept at an end to facilitate its fixing inside the support 2. The centering problems are thus reduced or eliminated. At the other end of the tube 1, a cutting head 3 made of tungsten carbide is fixed. The fixing of the text 3 and of the support 2 on the tube 1 is advantageously carried out by brazing.

L'emboutissage du tube d'acier constitue un procédé de fabrication simple et bon marché qui permet l'emploi d'un tube standard et évite les opérations de laminage ou autres de formage du tube avec les défauts qui en résultent et qu'il faut rectifier. On notera également l'économie de ma tériau réalisée car, en raison de l'opération d'emboutissage, la portion de perçage est de plus grand diamètre que le tube initial du fait de la redistribution du matériau. The drawing of the steel tube constitutes a simple and inexpensive manufacturing process which allows the use of a standard tube and avoids the rolling or other operations of forming the tube with the resulting defects which are necessary. rectify. Note also the economy of my material produced because, due to the stamping operation, the drilling portion is larger in diameter than the initial tube due to the redistribution of the material.

Bien entendu, on peut utiliser d'autres matériaux, tels que l'acier inoxydable, le matériau décrit ne constituant qu'un exemple non limitatif. Of course, other materials can be used, such as stainless steel, the material described constituting only a nonlimiting example.

Une telle structure convient aux forets de petit et de moyen diamètre. Pour les forets de plus grand diamètre, la section du passage à l'intérieur du tube 1 est trop large pour permettre l'écoulement souhaité de broullard sans condensation vers la buse ou passage 7 de plus petit diamètre de la tette de coupe 3. Dans ces forets, on utilise un tube intérieur 9 pour le passage du liquide (figures 3 et 5). Such a structure is suitable for small and medium diameter drills. For larger diameter drills, the section of the passage inside the tube 1 is too wide to allow the desired flow of fog without condensation towards the nozzle or passage 7 of smaller diameter of the cutting head 3. In these drills, an inner tube 9 is used for the passage of the liquid (Figures 3 and 5).

Ce tube 9 est avantageusement embouti dans le support 2 à l'une de ses extrémités, et brasé ou soudé à la tête de coupe à son autre extrémité. This tube 9 is advantageously stamped in the support 2 at one of its ends, and brazed or welded to the cutting head at its other end.

Le foret suivant l'invention peut être utilisé avec de nombreux tours ou dispositifs de perçage, dont l'un est représenté sur la fiture 6. The drill according to the invention can be used with numerous lathes or drilling devices, one of which is shown in figure 6.

Les forets selon l'invention peuvent par exemple autre utilisés avec une longueur non supportée représentant 30 fois leur diamètre. Avec un support intermédiaire, il n'y a pas de limite théorique. L'alimentation en brouillard lubrifiant de refroidissement peut comprendre avantageusement de l'huile soluble pour perçage mélangée avec de l'eau. Il est préférable d'utiliser un dispositif générateur de brouil lard qui fournit un brouillard dès l'entrée du passage du foret. Ce brouillard peut comprendre un mélange de sept parties d'eau pour une partie d'huile soluble haute pression et peut être utilisé à n'importe quelle pression de 1 kg/cm2 jusqu'à 5 kg/cm2 par exemple, bien que des pressions plus élevées puissent également tre utilisées.On s'est aperçu que les meilleurs résultats sont obtenus avec une pression comprise entre 3 et 3,5 kg/cm2. Les diamètres habituels des forets sont de l'ordre de 3 mm à 35 mm. The drills according to the invention can for example other used with an unsupported length representing 30 times their diameter. With an intermediate support, there is no theoretical limit. The supply of cooling lubricant mist may advantageously comprise soluble oil for piercing mixed with water. It is preferable to use a bacon mist generating device which provides a mist as soon as the drill passage enters. This mist can comprise a mixture of seven parts of water for one part of high pressure soluble oil and can be used at any pressure from 1 kg / cm2 up to 5 kg / cm2 for example, although pressures higher can also be used. It has been found that the best results are obtained with a pressure of between 3 and 3.5 kg / cm 2. The usual diameters of the drills are of the order of 3 mm to 35 mm.

La figure 6 montre un outillage approprié pour i'utilisation d'un foret de perçage suivant l'invention. On a représenté schématiquement sur cette figure un agencement classique de chariot porte-tourelle pour tour automatique a une seule broche. Figure 6 shows a tool suitable for the use of a drilling drill according to the invention. There is shown schematically in this figure a conventional arrangement of turret carriage for automatic lathe with a single spindle.

Dans cet agencement, la pièce à usiner 28 tourne et le foret 21 est fixe. Le montage du foret 21 s'effectue au moyen d'un porte-outil spécial 22 qui comporte un passage approprié 23 pour le brouillard de lubrifiant de refroidissement, relié au passage du foret 21. Au porte-outil 22 est également fixé un déflecteur 24 de copeaux et de brouillard destiné à recevoir et å évacuer le lubrifiant de refroidissement en retour ainsi que les copeaux produits par l'opération de perçage. Comme indiqué plus haut, le foret 21 est alimenté en brouillard lubrifiant et à cet effet un dispositif de mise en pression 25 est utilisé pour fournir le mélange d'air et de fluide de refroidissement sous forme de brouillard.La quantité de brouillard sous pression fournie est controlée par une soupape de commande 26 qui contrôle l'alimentation en brouillard alrthuile du porte outil 22 par un conduit séparé d'alimentation 27. In this arrangement, the workpiece 28 rotates and the drill 21 is fixed. The drill 21 is mounted by means of a special tool holder 22 which has a suitable passage 23 for the mist of cooling lubricant, connected to the passage of the drill 21. The deflector 24 is also fixed to the tool holder of chips and mist intended to receive and evacuate the cooling lubricant in return as well as the chips produced by the drilling operation. As indicated above, the drill 21 is supplied with lubricating mist and for this purpose a pressurizing device 25 is used to supply the mixture of air and coolant in the form of mist. The quantity of mist under pressure supplied is controlled by a control valve 26 which controls the supply of oil mist to the tool holder 22 by a separate supply duct 27.

Avec un tel agencement, on peut utiliser le foret de l'invention pour percer des trous relativement profonds dans la pièce à usiner 28 à une vitesse relativement grande sans qu'il soit nécessaire de procéder par avance et recul, grâce au refroidissement et à la lubrification assurés par le brouillard airshuile. L'huile est en grande partie effectivement consommée pendant l'opération de perçage de sorte que la quantité de fluide en retour est faible, ce qui rend l'opération relativement propre. Toutefois, la pression du brouillard air/huile est suffisante pour provoquer l'évacua- tion des copeaux par le passage relativement large prévu à cet effet dans le foret. With such an arrangement, the drill of the invention can be used to drill relatively deep holes in the workpiece 28 at a relatively high speed without the need to advance and retreat, thanks to the cooling and lubrication provided by air-oil mist. The oil is largely effectively consumed during the drilling operation so that the amount of return fluid is low, which makes the operation relatively clean. However, the pressure of the air / oil mist is sufficient to cause the evacuation of the chips by the relatively wide passage provided for this purpose in the drill.

Le tour représenté sur la figure 6 comporte un foret fixe et une pièce à usiner tournante mais il est évident qu'on pourrait aussi bien utiliser un foret tournant et une pièce à usiner fixe. The lathe shown in Figure 6 has a fixed drill and a rotating workpiece but it is obvious that one could just as easily use a rotary drill and a fixed workpiece.

Il ressort de ce qui précède que le foret pour peut çage profond suivant l'invention peut 8tre adapté sur des tours ou machines de perçage analogues avec minimum de frais, sans nécessiter pour son emploi d'équipement technologique onéreux ou d'alimentation en lubrifiant sous pression élevée. It follows from the above that the drill for can deep drilling according to the invention can 8tre adapted on lathes or similar drilling machines with minimum cost, without requiring for its use expensive technological equipment or supply of lubricant under high pressure.

Le procédé de fabrication du foret suivant l'invention est en outre particulièrement simple et bon marché. The method of manufacturing the drill according to the invention is also particularly simple and inexpensive.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour autant du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without thereby departing from the scope of the 'invention.

Claims

1. Drill for drilling deep holes, characterized in that it comprises: a hollow tube in one piece, a cutting blade attached to one end of said hollow tube, an opening defined by said cutting blade to form an outlet for said hollow tube and a chip clearance passage of 1800 or more defined by said hollow tube.

2. Drill according to claim 1, characterized in that it comprises an inner tube disposed in the aforementioned hollow tube for supplying cooling lubricant to the cutting head.

3. Drill according to claim 1, characterized in that the outlet orifice of the cutting head and the passage for the lubricant in said head form an orifice for cooling lubricant in atomized form.

4. A drill according to claim 1 characterized in that it comprises a supply of cooling lubricant under low pressure.

5. A drill according to claim 1, characterized in that it comprises a supply of cooling lubricant in the form of a mist.

6 A drill according to claim 1, characterized in that the hollow tube in one piece consists of a tube having a section in the shape of "D" whose flat side extends substantially along the axis of rotation of the forest.

7. A drill according to claim 6, characterized in that the hollow tube in one piece is constituted by a stamped circular tube in the shape of "D".

8. A method of manufacturing a drill bit for drilling deep holes, characterized in that it consists in forming by stamping a cylindrical or substantially cylindrical tube in the desired configuration and in fixing a support at one end of said tube and a cutting head at the other end of said tube.

9. Method according to claim 1, characterized in that the cylindrical tube is given a D-section over most of its length, the flat side of the D extending approximately along the axis of the rest of the tube. .

10. The method of claim 8, characterized in that, before fixing the support and the cutting head on the tube, is introduced into said tube formed a tube of smaller diameter which is also connected to said support and said tette cutting.

11. Method according to claim 10, characterized in that the cylindrical tube is given a section in

D over most of its length, the flat side of the D extending substantially along the axis of the rest of the tube.

12. Method according to claim 8, characterized in that the tube is made of molybdenum-chromium steel and is fixed by brazing to a steel support at one of its ends and to a tungsten carbide cutting head with its other end.

13. A method of drilling deep holes which consists in drilling a hole with a drill comprising a hollow tube in one piece at one end of which is fixed a cutting head, said cutting head being pierced to form an orifice outlet for the hollow tube, said hollow tube having a chip clearance of 1800 or more, said hollow tube being supplied with cooling lubricant in the form of a mist.

14. The method of claim 13 characterized in that the aforementioned mist comprises a mixture of soluble drilling oil and water.

15. The method of claim 13, characterized in that the mixture comprises seven parts of water for one part of high pressure soluble oil.

16. The method of claim 13, characterized in that the pressure of the mist supplied is between 1 kg / cm2 and 5 kg / cm2.

17. Method according to claim 16, characterized in that the pressure of the mist supplied is between 3 and 3.5 kg / cm2