FR2521468A1 - FOREST - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN FORET DONT LA TETE 13 PRESENTE AU MOINS TROIS TRANCHANTS PRINCIPAUX 14, 15, 16, REPARTIS A DES DISTANCES ANGULAIRES PERIPHERIQUES PRATIQUEMENT EGALES, ET CORRESPONDANT A DES TRANCHANTS CENTRAUX 24, 25, 26 REJOIGNANT L'AXE CENTRAL 27. CHAQUE TRANCHANT CENTRAL COMPORTE UN TRANCHANT INTERNE 34, 35, 36 ET UN TRANCHANT EXTERNE 44, 45, 46 FORMANT A LEUR POINT DE RENCONTRE UNE POINTE AXIALE SAILLANTE 28, 29, 30. TOUTES LES POINTES SONT SITUEES A DES DISTANCES RADIALES EGALES DE L'AXE CENTRAL ET A LA MEME HAUTEUR DANS LE SENS AXIAL. DES RAINURES 17, 18, 19 PARTANT DE LA TETE SONT PAR AILLEURS PREVUES. UNE SECTION AU MOINS DE CHAQUE TRANCHANT CENTRAL ETOU PRINCIPAL, S'ETENDANT ESSENTIELLEMENT DU MOINS DANS LE SENS RADIAL, EST PLACEE DANS LE SENS DE COUPE, C'EST-A-DIRE DANS LE SENS DE ROTATION, AVANT LE CENTRE DE LA TETE. CHAQUE RAINURE A LA FORME D'UNE RAINURE HELICOIDALE. L'OUTIL PERMET D'OBTENIR DES PRECISIONS ELEVEES DE POSITION, FORME ET QUALITE D'ALESAGES ET S'ADAPTE INDIFFEREMMENT A DES MATERIAUX A COPEAUX DISCONTINUS, INTERMEDIAIRES ET CONTINUS.THE INVENTION RELATES TO A DRILL WHOSE HEAD 13 SHOWS AT LEAST THREE MAIN EDGES 14, 15, 16, DISTRIBUTED AT PRACTICALLY EQUAL PERIPHERAL ANGULAR DISTANCES, AND CORRESPONDING TO CENTRAL EDGES 24, 25, 26 JOINING THE CENTRAL AXIS 27. EACH CENTRAL EDGE CONTAINS AN INTERNAL EDGE 34, 35, 36 AND AN EXTERNAL EDGE 44, 45, 46 FORMING AT THEIR POINT MEETING A PROJECTING AXIAL POINT 28, 29, 30. ALL THE POINTS ARE LOCATED AT EQUAL RADIAL DISTANCES FROM THE AXIS CENTRAL AND AT THE SAME HEIGHT IN THE AXIAL SENSE. GROOVES 17, 18, 19 FROM THE HEAD ARE ALSO PROVIDED. AT LEAST ONE SECTION OF EACH CENTRAL AND OR MAIN EDGE, EXTENDING ESSENTIALLY AT LEAST IN THE RADIAL DIRECTION, IS PLACED IN THE DIRECTION OF CUT, THAT IS, IN THE DIRECTION OF ROTATION, BEFORE THE CENTER OF THE HEAD. EACH GROOVE HAS THE SHAPE OF A HELICOIDAL GROOVE. THE TOOL ALLOWS HIGH PRECISIONS OF POSITION, SHAPE AND QUALITY OF BALLS TO BE OBTAINED AND IS INDIFFERENTLY ADAPTED TO DISCONTINUOUS, INTERMEDIATE AND CONTINUOUS CHIP MATERIALS.
Description
ForetForest
La présente invention concerne un foret dont la tête présen- The present invention relates to a drill bit whose head
te au moins trois tranchants principaux, répartis à des dis- te at least three main cutting edges, distributed at
tances angulaires périphériques pratiquement égales, et practically equal peripheral angular forces, and
correspondant à des tranchants centraux rejoignant l'axe cen- corresponding to central cutting edges joining the central axis
tral, chaque tranchant central comportant un tranchant in- tral, each central cutting edge having an inner cutting edge
terne et un tranchant externe, formant respectivement un an- dull and an external cutting edge, respectively forming an
gle obtus et un angle aigu avec l'axe central et des pointes io axiales saillantes à leur point de rencontre, ces pointes se situant a des distances radiales égales par rapport à l'axe obtuse gle and an acute angle with the central axis and axial io points projecting at their meeting point, these points being at equal radial distances from the axis
central et à la même hauteur dans le sens axial, et qui pré- central and at the same height in the axial direction, and which pre-
sente des rainures partant de la tête. feel grooves extending from the head.
Dans un dispositif connu de ce type (DE-GM 77 10 873), cha- In a known device of this type (DE-GM 77 10 873), each
que tranchant principal et tranchant central correspondant présente un angle de coupe de 00 Chacun de ces tranchants that main cutting edge and corresponding central cutting edge have a cutting angle of 00 Each of these cutting edges
se situe dans un plan diamétral passant par le centre de l'ou- lies in a diametral plane passing through the center of the
til Les rainures sont constituées par des gorges rectilignes til The grooves are formed by straight grooves
parallèles à l'axe central et rejoignant la tige du foret. parallel to the central axis and joining the drill shank.
Ce type de foret se prête entièrement à l'usinage de maté- This type of drill is entirely suitable for machining material
riaux à copeaux discontinus, matériaux de fonderie notamment. rials with discontinuous chips, especially foundry materials.
Pour les matériaux de tenacité plus élevée, l'outil présen- For materials with higher toughness, the tool presents
te des risques de rupture, dus à un enlèvement et évacuation défectueux des copeaux L'avantage de ce type d'outil réside te risks of breakage, due to defective chip removal and evacuation The advantage of this type of tool is
toutefois dans le fait que les pointes permettent un per- however in the fact that the spikes allow a per-
çage direct du matériau, sans trou de centrage ou dispositif direct material drilling, without centering hole or device
auxiliaire particulier, sans risque de décentrage et/ou rup- particular auxiliary, without risk of off-center and / or rup-
ture; toutes les pointes arrivant en effet simultanément au contact de la pièce dans le mouvement d'avance de l'outil, la charge obtenue dans le sens radial est symétrique dès la phase initiale du perçage, car chaque pointe attaquant la pièce forme un support pour l'autre pointe Dans cette phase ture; all the points arriving in effect simultaneously in contact with the workpiece in the advance movement of the tool, the load obtained in the radial direction is symmetrical from the initial phase of drilling, because each point attacking the workpiece forms a support for the other tip In this phase
initiale du perçage, toutes les pointes permettent de réali- initial drilling, all points allow
ser dans la pièce une rainure circulaire en V correspondant à la géométrie des tranchants dans la zone des pointes et concentrique à l'axe central Avec l'attaque progressive des pointes-sur la pièce, cette rainure devient de plus en plus ser in the workpiece a circular V-shaped groove corresponding to the geometry of the cutting edges in the zone of the points and concentric with the central axis With the progressive attack of the points-on the part, this groove becomes more and more
large pour atteindre la cote du diamètre nominal L'es tran- wide to reach the nominal diameter dimension L'es tran-
chants centraux étant légèrement abaissés par rapport aux tranchants principaux, la répartition obtenue dans cette central edges being slightly lowered in relation to the main cutting edges, the distribution obtained in this
zone permet d'obtenir des copeaux d'une largeur modérée. zone allows to obtain chips of moderate width.
Ce type de foret présentant les avantages décrits, ainsi qu'une concentricité élevée et une précision dimensionnelle, de forme et de position du trou à forer, se prête à tous les matériaux à copeaux discontinus Il s'est avéré en revanche qu'un usinage de matériaux plus tenaces, acier notamment, This type of drill having the advantages described, as well as a high concentricity and a dimensional accuracy, of shape and position of the hole to be drilled, lends itself to all materials with discontinuous chips. tougher materials, especially steel,
provoque la rupture du foret et se solde par un échec. causes the drill to rupture and results in failure.
La présente invention vise à créer un foret du type précé- The present invention aims to create a drill of the above type.
demment décrit qui, tout en présentant les avantages pré- describes how, while presenting the advantages
cités, offre des possibilités d'emploi beaucoup plus lar- cited, offers much wider employment opportunities
ges et se prête, avec les mêmes avantages et une stabilité élevée, non seulement à l'usinage de matériaux à copeaux discontinus, mais également à celui d'autres matériaux, ges and lends itself, with the same advantages and a high stability, not only to the machining of materials with discontinuous chips, but also to that of other materials,
à copeaux continus y compris.including continuous chips.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une According to an essential characteristic of the invention, a
section au moins du tranchant central et/ou principal, s'é- at least section of the central and / or main cutting edge,
tendant essentiellement du moins dans le sens radial, est placée dans le sens de coupe, c'est-à-dire dans le sens de rotation de l'outil, avant le centre de la tête, et chaque tending essentially at least in the radial direction, is placed in the cutting direction, that is to say in the direction of rotation of the tool, before the center of the head, and each
rainure a la forme d'une rainure hélicoïdale. groove has the shape of a helical groove.
Des développements avantageux de la présente invention sont Advantageous developments of the present invention are
donnés dans les revendications 2 à 6. given in claims 2 to 6.
Les rainures hélicoïdales sont déjà connues, sur les forets hélicoïdaux par exemple On sait que ces forets présentent des conditions désavantageuses sur le tranchant transver- The helical grooves are already known, on helical drills for example. We know that these drills present disadvantageous conditions on the transverse cutting edge.
sal L'ongle de coupe étant supérieur à 90 , il est im- sal The cutting nail being greater than 90, it is im-
possible de parler de découpe, mais plutôt de broyage ou possible to speak of cutting, but rather of grinding or
autre Dès que le tranchant transversal, à la sortie du fo- other As soon as the transverse cutting edge, at the exit of the
ret, ne comprime plus le matériau, la broche retenant le fo- ret, no longer compresses the material, the pin retaining the form
ret revient à sa position initiale L'avance est modifiée par à-coups Le foret peut accrocher et se rompre par suite d'un effort excessif Ces problèmes ne sont pas éliminés, même lorsque le tranchant transversal du foret est émoussé pour des matériaux tenaces Ces faits sont connus pour ret returns to its original position The feed rate is modified in fits and starts The drill can catch and break due to excessive force These problems are not eliminated, even when the transverse cutting edge of the drill is blunt for stubborn materials These facts are known for
être à l'origine de la qualité médiocre des forures obte- be responsible for the poor quality of the drills obtained
nues par forets hélicotdaux Par ailleurs, à partir de cer- bare by helical drills In addition, from certain
tains diamètres de perçage, il est indispensable de procé- some drilling diameters, it is essential to
der à un précentrage à l'aide de trous de petites dimensions. der to a pre-centering using small holes.
Le foret conforme à la présente invention réunit les avan- The drill according to the present invention combines the advantages
tages d'un outil à centrage automatique, au moyen des tran- stages of a self-centering tool, using the tran
chants centraux,et notamment de leurs pointes,et d'un foret hélicoïdal, dans la mesure ou l'enlèvement et l'évacuation central edges, and in particular their tips, and a twist drill, in the measurement or removal and evacuation
des copeaux sont améliorés par la forme hélicoïdale des roi- shavings are improved by the helical shape of the king-
nures La géométrie des tranchants principaux et tranchants centraux correspondants permet par ailleurs d'obtenir une constitution et forme particulière des copeaux Le copeau formé dans la zone du tranchant central présente ainsi une géométrie et forme spécifique Le copeau formé dans la zone de chaque tranchant principal, prolongeant vers l'extérieur nures The geometry of the main cutting edges and corresponding central cutting edges also makes it possible to obtain a particular constitution and shape of the chips. The chip formed in the area of the central cutting edge thus has a specific geometry and shape. The chip formed in the area of each main cutting edge, extending outward
le tranchant central correspondant, a par ailleurs une for- the corresponding central cutting edge, moreover, has a form
me et une géométrie également spécifique, ce copeau étant soumis à une déformation liée à une compression qui réduit me and an equally specific geometry, this chip being subjected to a deformation linked to a compression which reduces
sa dimension par rapport à celle de la rainure, et qui per- its dimension relative to that of the groove, and which
met d'obtenirun écoulement et une évacuation satisfaisante puts to obtain a satisfactory flow and evacuation
des copeaux En raison de cette formation et évacuation par- Because of this formation and evacuation par-
ticulières des copeaux, le foret s'adapte, tout en conser- chips, the drill adapts, while retaining
vant les avantages précités, à 1 ' usinage de matériaux te- In view of the aforementioned advantages, when machining materials such as
naces et de l'acier, donc de matériaux à copeaux discon- naces and steel, therefore of disconnected chip materials
tinus, intermédiaires et continus.continuous, intermediate and continuous.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se- Other advantages and characteristics of the invention are-
ront mieux compris à l'aide de la description détaillée will be better understood using the detailed description
ci-dessous, et des dessins annexés qui représentent: below, and attached drawings which represent:
Figure 1: une vue latérale schématique de la partie infé- Figure 1: a schematic side view of the lower part
rieure d'un foret à trois tranchants, dont deux seulement sont représentés dans le plan du dessin pour plus de clarté, Figure 2: une vue frontale de l'extrémité inférieure de la tête du foret, Figure 3: une vue schématique, pratiquement analogue à celle of a three-edged drill, only two of which are shown in the drawing plane for clarity, Figure 2: a front view of the lower end of the drill head, Figure 3: a schematic view, practically similar to her
de la figure 2, d'une partie des tranchantsd'un fo- of figure 2, of part of the cutting edges of a
ret sous une forme modifiée.ret in modified form.
Le foret 10 correspondant au premier exemple de construc- The drill 10 corresponding to the first example of construction
tion des figures 1 et 2 présente généralement une tige Il cylindrique et lisse, servant au montage de l'outil, ainsi tion of Figures 1 and 2 generally has a cylindrical and smooth rod II, used for mounting the tool, as well
qu'un corps 12, dont la tête 13 constitue l'extrémité fron- that a body 12, the head 13 of which constitutes the front end
tale inférieure Cette tête 13 comporte trois tranchants principaux 14, 15, 16 répartis, dans une position radiale externe, à des distances angulaires pratiquement égales de , et correspondant à des tranchants centraux 24, 25, 26, lower tale This head 13 comprises three main cutting edges 14, 15, 16 distributed, in an external radial position, at angular distances practically equal to, and corresponding to central cutting edges 24, 25, 26,
qui rejoignent l'axe central 27.which join the central axis 27.
D'après la vue latérale de la figure 1, chaque tranchant cen- From the side view in Figure 1, each cutting edge
tral 24, 25, 26 se compose d'un tranchant interne 34, 35, 36 tral 24, 25, 26 consists of an internal cutting edge 34, 35, 36
et d'un tranchant externe 44, 45, 46, formant respective- and an external cutting edge 44, 45, 46, respectively forming
ment un angle obtus et un angle aigu avec l'axe central ( 27), et dont le point de rencontre constitue les pointes axiales 28, 29, 30 saillant vers le bas Dans la vue du dessous de la an obtuse angle and an acute angle with the central axis (27), and the meeting point of which forms the axial points 28, 29, 30 projecting downward In the view from below of the
figure 2, et par suite de la section du matériau et de la fa- figure 2, and as a result of the cross-section of the material and the fa-
ce libre, chaque pointe 28, 29, 30 est représentée par une this free, each point 28, 29, 30 is represented by a
section d'un cercle inscrit.section of an inscribed circle.
Les trois pointes 28, 29 30 étant situées à la même distan- The three points 28, 29 30 being located at the same distance
ce radiale de l'axe central 27 et à la même hauteur dans le sens axial, leur application sur la face d'une pièce est simultanée. this radial of the central axis 27 and at the same height in the axial direction, their application to the face of a part is simultaneous.
Trois rainures 17, 18, 19 partent de la tête 13. Three grooves 17, 18, 19 start from the head 13.
Chaque rainure 17, 18, 19 a la forme particulière d'une rai- Each groove 17, 18, 19 has the particular shape of a rai-
nure hélicoïdale, fondamentalement connue par le foret hé- helical, basically known by the drill bit
licoldal Si l'angle de dégagement est généralement compris entre 25 et 35 , il dépend toutefois du matériau de la licoldal If the clearance angle is generally between 25 and 35, it nevertheless depends on the material of the
pièce à usiner.workpiece.
Dans le sens de coupe suivant la flèche 20,-une section au In the cutting direction following arrow 20, -a section at
moins de chaque tranchant central 24, 25, 26 et/ou princi- less than each central cutting edge 24, 25, 26 and / or main
pal 14, 15, 16, s'étendant dans le sens radial, est placée avant le centre de la tête 13 Suivant la figure 2, ce centre coïncide avec l'arête limitant la face libre, en pal 14, 15, 16, extending in the radial direction, is placed before the center of the head 13 According to FIG. 2, this center coincides with the edge limiting the free face, in
arrière des tranchants principaux et centraux Cette arê- rear of the main and central cutting edges This edge
te peut servir de ligne de référence. You can use it as a reference line.
Dans l'exemple de construction représenté sur les figures 1 et 2, chaque tranchant principal 14, 15, 16 est placé avant le centre, la distance par rapport à un plan diamétral passant par ce centre étant approximativement de 0,4 à 1,2 mm Sur la figure 2, la distance moyenne est représentée In the construction example shown in Figures 1 and 2, each main cutting edge 14, 15, 16 is placed before the center, the distance from a diametrical plane passing through this center being approximately 0.4 to 1.2 mm In Figure 2, the average distance is shown
uniquement pour le tranchant principal 14 par la lettre d. only for main cutting edge 14 with the letter d.
Dans le premier exemple de construction, la disposition des tranchants centraux 24, 25, 26 est par ailleurs telle que In the first example of construction, the arrangement of the central cutting edges 24, 25, 26 is also such that
leurs tranchants internes 34 à 36 et externes 44 à 46 res- their internal cutting edges 34 to 36 and external cutting edges 44 to 46
pectifs se situent dans un plan radial, avant le centre é- pectives lie in a radial plane, before the center e-
galement Chaque tranchant central 24, 25, 26 forme avec un plan diamétral passant par le centre un angle de 270 à 320 Sur la figure 2, cet angle est représenté par la lettre 0 < pour le tranchant central 24 Cet angle est de 28 par exemple D'après cette même figure, chaque tranchant central 24,25,26 se prolonge, à l'extrémité radiale de son tranchant externe 44, 45, 46, par le tranchant principal arqué 14, also Each central cutting edge 24, 25, 26 forms with an diametral plane passing through the center an angle of 270 to 320 In FIG. 2, this angle is represented by the letter 0 <for the central cutting edge 24 This angle is 28 for example According to this same figure, each central cutting edge 24, 25, 26 is extended, at the radial end of its external cutting edge 44, 45, 46, by the main arcuate cutting edge 14,
, 16, lui correspondant dans une position radiale ex- , 16, corresponding to it in a radial position ex-
terne. En raison de cette conformation particulière, le foret dull. Because of this particular conformation, the drill
peut être utilisé pour percer pratiquement tous les ma- can be used to drill almost any material
tériaux, à copeaux discontinus, tels que la fonte, et à co- materials, discontinuous chips, such as cast iron, and co-
peaux-continus, dont l'acier Les pointes de centrage 28, 29, 30 permettent au foret de s'adapter parfaitement aux opérations de perçage Les avant-trous sont inutiles Au cours des opérations, leas pointes 28, 29, 30 assurent un centrage automatique du foret Il en résulte une précision de cote'et de forme de l'alésage extrêmement élevée, donc une précision de calibre, un arrondi et une linéarité de la forure très précis, ainsi qu'un état de surface satisfaisant de la paroi du trou Ces avantages sont essentiellement dus aux formes particulières des tranchants principaux 14 à continuous skins, including steel Centering points 28, 29, 30 allow the drill to adapt perfectly to drilling operations Pre-holes are unnecessary During operations, the points 28, 29, 30 ensure centering automatic drilling This results in an extremely high dimension and shape of the bore, therefore a very precise gauge, roundness and linearity of the drilling, as well as a satisfactory surface condition of the wall of the hole These advantages are mainly due to the particular shapes of the main cutting edges 14 to
16 et centraux 24 à 26,assurant différentes fonctions. 16 and central 24 to 26, ensuring different functions.
Au cours de l'opération, les tranchants centraux 24 à 26 During the operation, the central cutting edges 24 to 26
produisent un copeau d'une forme et largeur correspondantes. produce a chip of corresponding shape and width.
Les tranchants centraux correspondants 14, 15, 16 pro- The corresponding central cutting edges 14, 15, 16 pro-
duisent en revanche un copeau spécifique d'une autre forme et largeur, chaque forme de copeau dépendant de la géométrie des tranchants Dans la zone des tranchants principaux 14, 15, 16, le copeau est soumis à une déformation, à savoir une compression Les copeaux produits sont donc inférieurs à-la section,de la rainure correspondante 17, 18, 19 Ils peuvent donc être évacués sans difficulté par ces rainures 17, 18, 19 Outre la forme des tranchants centraux 24, 25, 26 on the other hand, produce a specific chip of another shape and width, each form of chip depending on the geometry of the cutting edges. In the area of the main cutting edges 14, 15, 16, the chip is subjected to a deformation, namely compression. products are therefore smaller than the cross-section of the corresponding groove 17, 18, 19 They can therefore be removed without difficulty by these grooves 17, 18, 19 Besides the shape of the central cutting edges 24, 25, 26
et la fonction des pointes 28, 29, 30, la formation parti- and the function of tips 28, 29, 30, the parti-
culière des différents copeaux et l'évacuation satisfaisante obtenue contribuent aux précisions extrêmement élevées des opérations réalisées à l'aide de ce foret 10, concentricité the various shavings and the satisfactory evacuation obtained contribute to the extremely high precision of the operations carried out using this drill 10, concentricity
parfaite côté machine et précisions élevées des trous à per- perfect machine side and high precision of the holes to be drilled
cer, précision de forme et tenue des cotes notamment Ce même cer, precision of form and holding of the dimensions in particular This same
foret 10 garantit parallèlement une stabilité et durée d'em- drill bit 10 guarantees at the same time stability and duration of use.
ploi élevées, sans aucun risque de détérioration, voire mê- high bends, without any risk of deterioration, or even
me de destruction.me of destruction.
L'exemple de construction représenté sur la figure 3 com- The construction example shown in Figure 3 includes
porte deux variantes Dans la variante illustrée par la ligne en traits discontinus, le tranchant externe 144 ne has two variants In the variant illustrated by the dashed line, the external cutting edge 144 does not
se situe pas dans le prolongement radial du tranchant inter- does not lie in the radial extension of the cutting edge
ne 134, maos avant le plan diamétral passant par le centre. A leur point de rencontre, les tranchants interne 134 et externe 144 forment une pointe Cette dernière se situe, par ne 134, maos before the diametrical plane passing through the center. At their meeting point, the internal 134 and external cutting edges 144 form a point. The latter is located, by
exemple, sur le plan radial passant par la pointe des tran- example, on the radial plane passing through the tip of the
chants Comme dans le premier exemple de construction, le tranchant principal 114 se prolonge en arc, en formant une edges As in the first example of construction, the main cutting edge 114 is extended in an arc, forming a
concavité, par le tranchant externe 144. concavity, by the external cutting edge 144.
Dans la variante reprémntée sur la figure 3 en ligne conti- In the variant shown in Figure 3 in contiguous line
nue, le tranchant central 224 est conçu exactement comme dans le premier exemple de la figure 1, c'est-à-dire que le tranchant externe se situe dans le prolongement radial du naked, the central cutting edge 224 is designed exactly as in the first example of FIG. 1, that is to say that the external cutting edge is located in the radial extension of the
tranchant interne, formant un angle od avant le centre. internal cutting edge, forming an angle od before the center.
Le tranchant principal 214, qui se prolonge par le tran- The main cutting edge 214, which is extended by the cutting edge
chant central 224, est rectiligne et pratiquement pardllé- central edge 224, is rectilinear and practically pardlla-
le au plan diamétral passant par le centre. the diametrically passing through the center.
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