FR2514676A1 - DISCHARGE DRILLING TOOL FOR FORMING FLANGES ON METAL PLATES - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES OUTILS DE PERCAGE PAR REFOULEMENT. ELLE SE RAPPORTE A UN OUTIL DE PERCAGE DANS LEQUEL UN CORPS PLAT 3 EST MONTE SUR UNE TIGE CYLINDRIQUE 2. LA PARTIE SUPERIEURE DU CORPS 3 FORME UN EPAULEMENT ET L'EPAULEMENT, LES COTES ET LE BORD INFERIEUR DU CORPS PORTENT DES BANDES DE CARBURE FRITTE 7, 8. LE PERCAGE ET LA FORMATION D'UNE COLLERETTE SONT ASSURES SIMPLEMENT PAR LES FORCES D'APPUI ET DE FROTTEMENT. APPLICATION AU PERCAGE DE TROUS ENTOURES DE COLLERETTES DANS LES PLAQUES ET TUBES METALLIQUES.THE INVENTION RELATES TO PUNCHING TOOLS. IT RELATES TO A DRILLING TOOL IN WHICH A FLAT BODY 3 IS MOUNTED ON A CYLINDRICAL ROD 2. THE UPPER PART OF THE BODY 3 FORM A SHOULDER AND THE SHOULDER, THE SIDES AND BOTTOM EDGE OF THE BODY CARRY BANDS OF SINKED CARBIDE 7, 8. THE DRILLING AND FORMATION OF A COLLAR IS PROVIDED SIMPLY BY SUPPORT AND FRICTION FORCES. APPLICATION TO THE DRILLING OF HOLES SURROUNDED BY FLANGES IN METAL PLATES AND TUBES.
Description
La présente invention concerne un mandrin des-The present invention relates to a chuck
tiné à être entratné en rotation autour de son axe onaitu- designed to be rotated around its axis
dinal, à des vitesses élevées, afin qu'il forme un trou entouré par une collerette dans une feuille métallique ou une paroi de tube exclusivement sous l'action d'une pression et de chaleur due au frottement, le mandrin comprenant une tige cylindrique destinée à être montée dans un mandrin d'entraînement en rotation, un épaulement et une partie de travail contiguë à l'épaulement et ayant une largeur qui détermine le diamètre du trou, cette partie de travail ayant une partie qui a une largeur qui diminue du côté de dinal, at high speeds, so that it forms a hole surrounded by a flange in a metal sheet or tube wall exclusively under the action of pressure and heat due to friction, the mandrel comprising a cylindrical rod for to be mounted in a rotating drive mandrel, a shoulder and a working portion contiguous to the shoulder and having a width which determines the diameter of the hole, this working portion having a portion which has a width which decreases on the side of
l'extrémité opposée à la tige cylindrique. the opposite end to the cylindrical rod.
Des outils de ce type, formant des outils de perçage par refoulement, sont déjà connus, comme décrit dans le brevet allemand N O 2 359 794 Dans l'outil connu de perçage par refoulement, en plus de la tige destinée Tools of this type, forming push-back drilling tools, are already known, as described in German Patent No. 2,359,794. In the known tool for push-back drilling, in addition to the push rod
-à être serrée par un mandrin d'outil d'entraînement en ro- to be clamped by a chuck of a training tool
tation, l'épaulement a aussi une forme cylindrique alors que la partie de travail contiguë à la collerette a une tation, the shoulder also has a cylindrical shape while the working part adjacent to the collar has a
section sensiblement triangulaire avec des coins arrondis. substantially triangular section with rounded corners.
Le brevet allemand N O 2 552 665 décrit un outil analogue de perçage par refoulement Dans cet outil, la configuration générale triangulaire a été abandonnée et la circonférence de la partie de travail est déterminée, German Patent No. 2,552,665 discloses a similar push-back drilling tool. In this tool, the triangular general configuration has been abandoned and the circumference of the working part is determined.
en coupe, par des arcs ayant des rayons de courbure dif- in section, by arcs having different radii of curvature
férents, ces arcs se raccordant les uns aux autres. fers, these arches connecting to each other.
On fabrique les outils de perçage par refou- Drilling tools are made by
lement du type précité en carbure fritté, dont l'usinage est extrêmement difficile, et la configuration relativement élaborée ne peut être obtenue que par rectification, l partir of the aforementioned type of sintered carbide, whose machining is extremely difficult, and the relatively elaborate configuration can be obtained only by rectification, starting from
d'une tige cylindrique La fabrication des outils de per- of a cylindrical rod The manufacture of the tools of
çage par refoulement ayant pratiquement la même forme né- by repression having practically the same ne-
cessite une grande expérience et l'opération de rectifica- a great deal of experience and the rectification
tion est en outre coûteuse.It is also expensive.
L'invention concerne un outil de perçage par refoulement du type précité qui est beaucoup simple et de The invention relates to a push-back drilling tool of the aforementioned type which is very simple and
fabrication beaucoup moins coûteuse que les outils corres- much less expensive than the corresponding tools.
251467 f251467 f
pondants connus A cet effet, l'outil de perçage par re- known for this purpose, the recess drilling tool
foulement selon l'invention se caractérise en ce que according to the invention is characterized in that
l'épaulement et la partie de travail du mandrin sont dé- the shoulder and the working part of the mandrel are de-
limités par deux surfaces planes parallèles, l'épaisseur de la partie de travail étant au maximum égale à la moi- tié de la plus grande largeur de la partie de travail, les autres surfaces délimitant la partie de travail étant arrondies, leur rayon de courbure étant inférieur à la limited by two parallel flat surfaces, the thickness of the working part being at most equal to half of the greatest width of the working part, the other surfaces delimiting the working part being rounded, their radius of curvature being less than the
moitié de la largeur de la partie de travail. half the width of the working part.
L'épaisseur de la partie de travail est de pré- The thickness of the working part is
férence inférieure ou égale au tiers de sa plus grande largeur. On a supposé jusqu'à présent que l'outil de perçage par refoulement devait avoir une forme assurant un centrage automatique, c'est-à-dire devait comporter au moins trois arêtes au contact de la paroi du trou à percer si bien que la forme générale du mandrin, en coupe, devait être triangulaire On constate de façon surprenante que les difficultés supposées de centrage n'apparaissent pas dans le cas d'un mandrin de forme plate Ainsi, lors de la fabrication d'outils de perçage par refoulement, on peut utiliser une plaque d'une matière à base de carbure fritté, seuls les côtés et le bord inférieur du mandrin less than or equal to one-third of its greater width. It has been assumed until now that the discharge piercing tool should have a shape ensuring an automatic centering, that is to say must have at least three edges in contact with the wall of the hole to be drilled so that the general shape of the mandrel, in section, had to be triangular It is surprisingly found that the supposed difficulties of centering do not appear in the case of a flat-shaped mandrel Thus, during the manufacture of tools for drilling by pushing, a plate of sintered carbide material can be used, only the sides and the lower edge of the mandrel
doivent être rectifiés car ces parties doivent être ar- must be rectified because these parts must be
rondies à la forme voulue La réduction des coûts de ma- rounded to the desired form The reduction in the costs of
tière et d'usinage est très importante L'économie résul- and machining is very important The resulting savings
tante de coût est d'au moins 30 % Un mandrin plat peut alors être fixé d'une manière convenable dans une tige Cost aunt is at least 30% A flat mandrel can then be suitably fastened in a rod
cylindrique afin que l'outil puisse être serré par le man- cylindrical so that the tool can be tightened by the man-
drn de serrage d'un outil d'entraînement en rotation. tightening of a rotating drive.
Les outils de perçage par refoulement ayant Pressure piercing tools having
des surfaces latérales plates sont déjà connus comme dé- flat side surfaces are already known as
crit dans le brevet français N O 1 189 384, mais ces outils de perçage ne forment pas un collier La partie de travail de ce mandrin connu a une section de configuration carrée, la diagonale étant égale au diamètre du trou à percer, les quatre bords de l'outil étant au contact de la paroi du trou à 251467 g percer si bien qu'il ne s'agit pas d'un mandrin plat du written in French Patent No. 1,189,384, but these drilling tools do not form a collar The working part of this known mandrel has a square configuration section, the diagonal being equal to the diameter of the hole to be drilled, the four edges of the tool being in contact with the wall of the hole 251467 g drill so that it is not a flat mandrel of
type selon l'invention.type according to the invention.
Les avantages obtenus avec l'outilplat de per- The advantages obtained with the flat tool
çage par refoulement peuvent être considérablement augmen- can be considerably increased.
tés par réalisation du mandrin en deux matières différentes. by producing the mandrel in two different materials.
Le bord inférieur de l'épaulement et les côtés de la par- The lower edge of the shoulder and the sides of the
tie de travail du mandrin sont de préférence formés dans ce cas de bandes de carbure fritté fixées à un corps en T formé d'une matière différente Les bandes marginales de carbure fritté peuvent être raccordées aux faces plates du corps de mandrin en T par exemple par soudage avec arpert, et elles peuvent aussi être raccordées aux côtés et au bord inférieur du corps du mandrin formés d'une matière In this case, the working mandrel is preferably formed of sintered carbide strips attached to a T-shaped body of a different material. The sintered carbide marginal strips may be connected to the flat faces of the T-mandrel body for example by welding with arpert, and they can also be connected to the sides and the lower edge of the mandrel body formed of a material
différente, par un adhésif.different, by an adhesive.
Les bandes de carbure des côtés du corps du mandrin peuvent aussi être formées par dépôt en phase vapeur Dans ce cas, non seulement les côtés du corps du The carbide tapes on the sides of the mandrel body can also be formed by vapor deposition In this case, not only the sides of the body of the
mandrin mais encore l'ensemble de la surface de celui- chuck but still the entire surface of this one
ci reçoivent un revêtement de carbure. they receive a carbide coating.
Lorsque les trous doivent avoir un diamètre important, par exemple supérieur à 15 mm, il peut être nécessaire que l'épaulement et la partie de travail du mandrin soient formés de trois organes raccordés, disposés When the holes must have a large diameter, for example greater than 15 mm, it may be necessary for the shoulder and the working part of the mandrel to be formed of three connected members arranged
radialement et ayant chacun la forme d'un corps de man- radially and each having the shape of a body of man-
drin en T séparé suivant l'axe central, afin que la rigi- T-piece separated along the central axis so that the rigidity
dité soit accrue, des bandes marginales de carbure fritté increased, marginal bands of sintered carbide
étant fixées aux côtés et au bord inférieur. being attached to the sides and bottom edge.
L'outil plat de perçage par refoulement peut comporter, à la place d'un épaulement, des cannelures de The flat discharge drilling tool may comprise, in place of a shoulder, grooves of
même largeur que la partie de mandrin qui leur ait conti- same width as the mandrel part which has
guë Un tel mandrin permet le perçage du trou et la for- Such a mandrel allows the drilling of the hole and the drilling
mation d'un taraudage en une seule opération. tapping in one operation.
D'autres caractéristique et avantages de l'in- Other features and advantages of the
vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- will be better understood when reading the description of
tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se réfé- following examples of implementation and referring to
rant au dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente un outil plat de perçage par refoulement selon l'invention; rant in the accompanying drawing in which: Figure 1 shows a flat tool for drilling by pushing according to the invention;
la figure 2 est une coupe suivant la ligne Il- Figure 2 is a section along the line II-
II de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des coupes analogues à la figure 2 de variantes dans lesquelles les bandes mtar- II of Figure 1; FIGS. 3 and 4 are sections similar to FIG. 2 of variants in which the mtar-
ginales sont fixées au corps du mandrin d'une manière di - are fixed to the mandrel body in a di -
férente; la figure 5 est une coupe analogue à la figure 2 d'un corps de mandrin ayant un revêtement de carbure formé par dépôt en phase vapeur; la figure 6 est une perspective d'un mandrin en forme d'étoile selon l'invention; ferent; Figure 5 is a section similar to Figure 2 of a mandrel body having a carbide coating formed by vapor deposition; Figure 6 is a perspective view of a star-shaped mandrel according to the invention;
la figure 7 est une coupe suivant la ligne VII- FIG. 7 is a section along line VII-
VII de la figure 6; et la figure 8 représente un outil de perçage par VII of Figure 6; and FIG. 8 shows a drilling tool by
refoulement qui convient-aussi à la formation d'un tarau- repression which is also appropriate for the formation of a
dage. La figure 1 représente un mandrin ou outil 1 de perçage par refoulement qui comporte une tige cylindrique 2 à laquelle a été fixé un corps 3 de mandrin en T Ce corps 3 a un épaulement large 4 et une partie de travail contiguë à l'épaulement et dont l'extrémité inférieure 6 a une configuration pointue Le corps 3, mise à part la tige 2, peut être formé d'un carbure métallique La figure 1 représente un mode de réalisation avantageux dans dage. FIG. 1 shows a mandrel or tool 1 for the discharge bore which comprises a cylindrical rod 2 to which a T-mandrel body 3 has been fastened. This body 3 has a wide shoulder 4 and a working portion contiguous to the shoulder and whose lower end 6 has a pointed configuration The body 3, apart from the rod 2, may be formed of a metal carbide FIG. 1 represents an advantageous embodiment in
lequel le corps 3 est formé d'une matière qui doit seu- which the body 3 is formed of a material which must only
lement être suffisamment rigide alors que le bord inférieur de l'épaulement 4 a des bandes 8 de carbure et les côtés du corps 3 ont aussi des bandes 7 de carbure Ces bandes 7 doivent être repliées à peu près en leur milieu afin qu'elles suiventle bord incliné du corps 3 Les bandes 7 peuvent être réalisées afin qu'elles correspondent à un corps 3 de la forme représentée Lorsque les bandes 7 et 8 ont été appliquées aux côtés et au bord inférieur du corps du mandrin, elles peuvent être arrondies à la It should be sufficiently rigid while the lower edge of the shoulder 4 has carbide strips 8 and the sides of the body 3 also have carbide strips 7. These strips 7 must be folded approximately in their center so that they follow Inclined edge of the body 3 The strips 7 may be made so that they correspond to a body 3 of the shape shown. When the strips 7 and 8 have been applied to the sides and to the lower edge of the body of the mandrel, they may be rounded to the
forme voulue par rectification.desired form by rectification.
Les bandes 7 et 8 de carbure peuvent être fixées The strips 7 and 8 of carbide can be fixed
aux côtés et au bord inférieur du corps 3 par un adhésif. at the sides and at the bottom edge of the body 3 by an adhesive.
Sur la figure 2, une couche d'adhésif placée entre la bande de carbure et la partie 5 de travail du corps est repérée In FIG. 2, an adhesive layer placed between the carbide strip and the working portion of the body is located
par la référence 12.by the reference 12.
Les bandes 7 de carbure peuvent aussi être rac- The carbide strips 7 can also be connected with
cordées à la partie de travail 5 du corps d'une autre ma- strung to the working part 5 of the body of another
nière comme indiqué sur la figure 3 Dans ce mode de réali- as shown in Figure 3 In this embodiment
sation, les bandes plates 7 ' de carbure sont soudées avec apport sur les faces latérales du corps, le procédé de soudage utilisé étant d'un type tel que la soudure formée The flat strips 7 'of carbide are soldered onto the side faces of the body, the welding method used being of a type such as the formed weld.
résiste à des températures élevées. withstands high temperatures
La figure 4 représente un autre mode de réali- Figure 4 represents another embodiment of
sation de raccordement de bandes 7 ' de carbure à la partie ' de travail du corps Les côtés de cette partie 5 ' ont des extrémités fourchues dans lesquelles sont fixées des The sides of this portion 5 'have forked ends in which are fixed
bandes 7 '.strips 7 '.
Les outils précités de perçage par refoulement conviennent tous à la formation de trous ayant jusqu'à mm environ (dans des matières dont la résistance à la The above-mentioned push-back tools are all suitable for forming holes up to about mm (in materials whose resistance to
traction peut atteindre 1,2 10 Pa) Dans le cas de dia- tensile strength can reach 1.2 Pa (10 Pa). In the case of di-
mètres importants ou d'une matière très dure, l'outil de perçage doit avoir une rigidité plus élevée Cette rigidité accrue peut être obtenue par raccordement de parties 10 du corps en forme de demi T <voir figure 6) le long d'un bord latéral afin que le corps du mandrin ait une forme en étoile, des bandes de carbure pouvant être appliquées large meters or a very hard material, the drilling tool must have a higher rigidity This increased rigidity can be obtained by connecting parts 10 of the body in the form of half T <see Figure 6) along an edge lateral so that the mandrel body has a star shape, carbide strips that can be applied
sur les côtés de la manière décrite précédemment. on the sides as previously described.
Il faut noter que la bande de carbure placée au bord inférieur de l'épaulement 4 peut être formée de manière que la collerette à réaliser autour du trou perce ait une cavité comme décrit dans le brevet allemand It should be noted that the carbide strip placed at the lower edge of the shoulder 4 may be formed so that the collar to be made around the bore hole has a cavity as described in the German patent.
no 2 802 229.No. 2,802,229.
Les bandes 7, 8 de carbure, réalisées préala- The strips 7, 8 of carbide, carried out previously
blement et fixées sur un corps de mandrin formé d'une ma- and secured to a chuck body formed of a
tière différente comme représenté sur les figure 1 à 4 peuvent être remplacées par dépôt de carbure en phase vapeur sur un support 5 " (voir figure 5) par un procédé different shape as shown in FIGS. 1 to 4 may be replaced by deposition of vapor-phase carbide on a support 5 "(see FIG. 5) by a method
de dépôt chimique en phase vapeur Le support 511 est re- Chemical vapor deposition 511 is
vêtu sur toute sa surface d'une couche de carbures 11, covered on all its surface with a layer of carbides 11,
seuls les côtés actifs devant être rectifiés afin que l'ou- only the active sides to be rectified so that the
til ait la forme convenable.he has the proper form.
on utilise des outils de perçage par refoule- ment ayant un épaulement pour la mise à niveau de la face supérieure de la collerette formée autour du trou percé si bien que la face supérieure peut être utilisée comme push-through tools having a shoulder for leveling the upper face of the collar formed around the drilled hole are used, so that the upper face can be used as
surface d'étanchéité Dans une seconde opération, un tarau- sealing surface In a second operation, a
dage est formé dans le trou percé Les outils plats de is formed in the drilled hole The flat tools of
perçage par refoulement conviennent très bien à la réalisa- pressure drilling are very suitable for
tion du trou et à la formation d'un taraudage en une seule opération Dans ce cas, l'épaulement de l'outil doit être supprimé car la mise à niveau de la face supérieure de Hole and tapping in one operation In this case, the shoulder of the tool must be removed because the leveling of the
la collerette formée autour du trou ne peut pas être réa- the collar formed around the hole can not be
lisée en même temps que la formation du filetage. at the same time as the formation of the thread.
La figure 8 représente un outil de perçage par refoulement de ce type Un corps plat 3 est fixé à une tige 2 et a une extrémité inférieure pointue Des bandes FIG. 8 shows a discharge piercing tool of this type. A flat body 3 is attached to a rod 2 and has a pointed lower end.
7 de carbure sont fixées à ce corps de la manière repré- 7 of carbide are attached to this body in the manner
sentée sur les figures 1 à 4 Naturellement, on peut aussi utiliser le mode de réalisation représenté sur la figure Les bandes 7 de carbure sont alors rectifiées de na- nière que, à la partie supérieure, elles comportent des cannelures 13 permettant la formation d'un taraudage La partie 14 qui est contiguë aux cannelures 13 a une forme de largeur qui diminue légèrement vers le bas, suivant Naturally, it is also possible to use the embodiment shown in FIG. The carbide strips 7 are then ground so that, at the upper part, they comprise grooves 13 allowing the formation of Tapping Part 14 which is contiguous to the flutes 13 has a shape of width which decreases slightly downward, following
un angle de 30 environ de préférence La formation du ta- an angle of about 30 preferably. The formation of the
raudage, après la formation du trou, est alors facilitée. raking, after the formation of the hole, is then facilitated.
Même lorsque l'outil ne comporte pas des cannelures 13, la partie de travail du mandrin a de préférence une telle Even when the tool does not have splines 13, the working part of the mandrel preferably has such a
largeur variant suivant un angle de 3 D afin que l'enlève- width varying at an angle of 3 D so that the removal
ment du mandrin du trou percé soit facilité. the chuck of the drilled hole is facilitated.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the devices which have just been described as examples only.
limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. limiting without departing from the scope of the invention.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
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GB2392716B (en) | 2002-09-09 | 2005-09-07 | Emhart Llc | Self-piercing blind fastener |
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DE102018112845A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | ATG Automations-Technik Gröditz GmbH & Co. KG | Generation of a departure on a hollow body |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |