FR2590191A1

FR2590191A1 - Monobloc cutting tool with several stages for preboring and boring

Info

Publication number: FR2590191A1
Application number: FR8516984A
Authority: FR
Inventors: Guy Fouet
Original assignee: Recoules SAS
Current assignee: Apex Tool Group SAS
Priority date: 1985-11-18
Filing date: 1985-11-18
Publication date: 1987-05-22
Also published as: FR2590191B1

Abstract

Monobloc cutting tool comprising several stages. According to the invention, the tool comprises a preboring stage 1 followed by a clearing stage 3, and a boring stage 4, the stages 1 and 4 consisting of helical sharp edges of opposite directions. Applications: obtaining very precisely centred holes in a single operation even if the pilot holes are off centred, with excellent surface finishes.

Description

La présente invention a pour objet un outil monobloc d'usinage par coupe, entraîné en rotation et destiné à effectuer en une seule passe une multiplicité d'opérations, utilisable en particulier, mais non exclusivement, pour l'usinage de métaux légers utilisés en aéronautique.The present invention relates to a monobloc tool for cutting machining, driven in rotation and intended to perform in a single pass a multiplicity of operations, usable in particular, but not exclusively, for the machining of light metals used in aeronautics .

On connait sous le nom de forets à étages des outils monobloc permettant de réaliser en une seule passe le perçage d'un trou relativement grand en une seule opération le diamètre des forets constituant les étages croissant du bas vers le haut de l'outil. On connait également des outils monobloc réunissant à leur partie inférieure un foret, suivi d'une fraise de diamètre externe plus grand que celui du foret ce qui permet de réaliser le perçage puis le fraisurage d'un trou. Ces outils permettent de percer un trou débouchant puis, en poursuivant le mouvement vers le bas de l'outil, de réaliser une fraisure destinée à recevoir une tête de rivet ou de vis. Ces derniers outils permettent de réaliser les opérations de perçage et de fraisurage avec un seul passage.One knows under the name of stepped drills one-piece tools allowing to realize in a single pass the drilling of a relatively large hole in a single operation the diameter of the drills constituting the stages increasing from the bottom to the top of the tool. We also know of monobloc tools joining at their lower part a drill, followed by a cutter with an external diameter larger than that of the drill which allows drilling and milling of a hole. These tools make it possible to drill a through hole and then, by continuing the downward movement of the tool, to make a countersink intended to receive a head of rivet or screw. These latter tools allow drilling and milling operations to be carried out with a single pass.

Mais, l'état de surface obtenu avec ces outils n'est toutefois pas satisfaisant pour certaines applications en raison notamment du fait que les copeaux coupés par le forêt remontent vers le haut du perçage ,lorsque le perçage est effectué de haut en bas, portent contre la surface interne de l'alésage et détériorent la qualité de celle-ci. De plus, lorsqu'il s'agit, par exemple d'assembler deux panneaux percés de trous dont les axes ne sont pas exactement alignés, le perçage et le fraisurage s'alignent automatiquement sur le trou supérieur, c'est à dire dans une position qui peut être mauvaise.However, the surface condition obtained with these tools is however not satisfactory for certain applications due in particular to the fact that the shavings cut by the forest go up towards the top of the bore, when the drilling is carried out from top to bottom, bear against the internal surface of the bore and deteriorate the quality thereof. In addition, when it comes, for example to assemble two panels pierced with holes whose axes are not exactly aligned, the drilling and milling align automatically with the upper hole, that is to say in a position which can be bad.

Pour une exécution plus soignée d'un trou, il est actuellement nécessaire de forer le trou puis de procéder à un préalésage, et enfin à un alésage. Toutes ces opérations exigent des réglages minutieux pour que le centrage soit parfait.For a more careful execution of a hole, it is currently necessary to drill the hole then to proceed to a pre-drilling, and finally to a bore. All these operations require meticulous adjustments so that the centering is perfect.

Ces opérations ont encore plus longues lorsqu'il s'agit d'assembler deux panneaux percés de trous qui doivent être centrés précisément.These operations take even longer when it comes to assembling two panels pierced with holes which must be precisely centered.

Un premier objet de la présente invention est un outil monobloc permettant de réaliser les opérations de préalésage et d'alésage, sans qu'il soit nécessaire de procéder à son démontage. Ainsi un centrage convenable de celui-ci donne une configuration parfaitement centrée par rapport à l'axe de l'outil. il en résulte une diminution du temps de réglage nécessaire qui est souvent important par rapport à l'usinage proprement dit.A first object of the present invention is a one-piece tool for carrying out the pre-drilling and reaming operations, without the need to dismantle it. Thus a suitable centering thereof gives a perfectly centered configuration relative to the axis of the tool. this results in a reduction in the necessary adjustment time which is often significant compared to the actual machining.

Selon la présente invention, l'outil de coupe monobloc destiné à étre entraîné en rotation comprenant sur une partie de sa longueur un étage d'enveloppe cylindrique dont la surface est formée par au moins deux hélices coupantes, le sens des hélices étant le même que celui du sens de rotation de l'outil, est caractérisé en ce que, au moins un second étage de diamètre extérieur supérieur au premier présente des hélices de sens opposé au sens de rotation.According to the present invention, the one-piece cutting tool intended to be driven in rotation comprising, over a part of its length, a stage of cylindrical envelope whose surface is formed by at least two cutting propellers, the direction of the propellers being the same as that of the direction of rotation of the tool, is characterized in that at least one second stage of external diameter greater than the first has helices of opposite direction to the direction of rotation.

Selon une- autre caractéristique de l'invention, l'outil monobloc d'usinage comprend , de bas en haut de l'outil lorsque celui-ci est en position verticale - un étage de préalésage avec coupe en bout plane ou en pointe; - un dégagement de diamètre réduit par rapport à celui de l'étage de préalésage, - un étage d'alésage de sens opposé à celui de l'étage de préalésage; - un étage de fraisurage. According to another characteristic of the invention, the monoblock machining tool comprises, from bottom to top of the tool when the latter is in the vertical position - a pre-drilling stage with cutting at the flat end or at the point; - a reduced diameter clearance compared to that of the pre-drilling stage, - a bore stage of opposite direction to that of the pre-drilling stage; - a milling stage.

Le sens des arêtes hélocoldales de l'étage de préalésage est opposé au sens de celles de l'étage d'alésage. La face avant de l'étage de préalésage est à coupe plane, mais elle peut également etre en pointe dans le cas d'un perçage direct sans avant trou. Bien entendu, le diamètre de l'étage d'alésage est légèrement supérieur au diamètre de l'étage inférieur. La terminologie adoptée suppose que l'outil est vertical ce qui n'est nullement nécessaire, le mode de fonctionnement étant indépendant de la pesanteur. C'est-à-dire que si les arêtes de l'étage de préalésage sont des hélices à droite, le sens de rotation de l'outil étant à droite et la coupe à droite, l'étage d'alésage est constitué par des hélices à gauche avec coupe à droite et vice versa.The direction of the helical edges of the pre-boring stage is opposite to the direction of those of the boring stage. The front face of the pre-drilling stage is flat cut, but it can also be pointed in the case of direct drilling without a pre-hole. Of course, the diameter of the bore stage is slightly greater than the diameter of the lower stage. The terminology adopted assumes that the tool is vertical, which is by no means necessary, the operating mode being independent of gravity. That is to say that if the edges of the pre-drilling stage are helices on the right, the direction of rotation of the tool being on the right and the cut on the right, the boring stage consists of propellers on the left with cut on the right and vice versa.

Pendant l'opér-ation de préalésage les copeaux remontent vers le haut de l'outil et leur évacuation est permise par la constitution d'un dégagement prévu entre l'étage d'alésage et l'étage de préalésage. Ce dégagement permet également l'évacuation des copeaux lors de la phase d'alésage. En effet, dans un premier temps, lors du préalésage, les copeaux sont chassés vers le haut alors que lors de l'alésage proprement dit ceux-ci sont chassés vers le bas ou vers l'avant de l'outil. Il en résulte qu'ils ne peuvent détériorer l'alésage par accumulation dans les goujures. During the pre-drilling operation, the chips go up towards the top of the tool and their evacuation is allowed by the constitution of a clearance provided between the bore stage and the pre-bore stage. This clearance also allows chip evacuation during the boring phase. In fact, initially, during the pre-drilling, the shavings are driven upwards while, during the actual boring, these are driven down or towards the front of the tool. As a result, they cannot deteriorate the bore by accumulation in the flutes.

Selon une autre caractéristique de l'invention, des trous de lubrification radiaux reliés à un conduit axial débouchent dans le dégagement et à la partie inférieure de l'étage de fraisurage. Ainsi,l'outil est lubrifié pendant toutes les opérations.According to another characteristic of the invention, radial lubrication holes connected to an axial duct open into the recess and at the bottom of the milling stage. Thus, the tool is lubricated during all operations.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La Fig.1, une vue d'un outil selon l'invention et d'un assemblage de deux panneaux devant être assemblés par des vis ou des rivets. Other characteristics and advantages of the present invention will appear during the description which follows of a particular embodiment, given solely by way of nonlimiting example, with reference to the drawings which represent: - FIG. 1, a view of a tool according to the invention and of an assembly of two panels to be assembled by screws or rivets.

Sur la Fig. Unique, l'outil monobloc comprend, du bas vers le haut de la Fig., un étage de préalésage 1 dont l'extremité 2 est plane et perpendiculaire à l'axe de l'outil. L'extrêmité 2 joue le ralle de trépan et sa position ne dépend que du centrage de l'outil, indépendamment des centres des avant trous. Cette caractéristique permet d'alléger les tolérances de positionnement des centres des avant-trous.L'étage de préalésage 1 est constitué, dans l'exemple représenté, par un ensemble d'hélices à droite avec coupe à droite, l'outil étant supposé tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, l'étage 1 pouvant présenter une conicité de 0,05,' par exemple.In Fig. Unique, the one-piece tool comprises, from the bottom to the top of FIG., A pre-drilling stage 1, the end 2 of which is flat and perpendicular to the axis of the tool. The end 2 plays the drill bit bit and its position depends only on the centering of the tool, independently of the centers of the pilot holes. This characteristic makes it possible to reduce the positioning tolerances of the centers of the pilot holes. The pre-drilling stage 1 is constituted, in the example shown, by a set of propellers on the right with cut on the right, the tool being assumed turn clockwise, stage 1 may have a taper of 0.05, 'for example.

L'étage de préalésage 1 est suivi d'un dégagement 3 cylindrique et de diamètre réduit par rapport au diamètre des hélices. Ce dégagement forme avec la pièce en cours d'usinage une chambre pouvant recevoir les copeaux qui résultent soit du préalésage, soit de l'alésage, compte tenu du sens de rotation de l'outil et de la conformation des arêtes. Puis, on distingue l'étage d'alésage 4 constitué par des hélices à gauche avec coupe à droite. L'étage 4 peut présenter, comme l'étage 1 une légère conicité.The pre-drilling stage 1 is followed by a cylindrical clearance 3 and of reduced diameter compared to the diameter of the propellers. This clearance forms with the part being machined a chamber capable of receiving the chips which result either from the pre-drilling or from the bore, taking into account the direction of rotation of the tool and the conformation of the edges. Then, we distinguish the bore stage 4 constituted by propellers on the left with cut on the right. Stage 4 may have, like stage 1, a slight taper.

Grâce à la conjonction du dégagement 3 et de l'inversion du sens des hélices des deux étages adjacents, les copeaux sont dirigés vers la chambre de dégagement soit par un mouvement montant, soit par un mouvement descendant,d'où une impossibilité de détérioration de l'alésage par accumulation de copeaux dans les goujures 9. Thanks to the conjunction of the clearance 3 and the reversal of the direction of the propellers of the two adjacent stages, the chips are directed towards the clearance chamber either by an upward movement, or by a downward movement, from where an impossibility of deterioration of boring by accumulation of chips in flutes 9.

Optionnellement, si l'on désire former à l'-entrée de l'orifice alésé qui vient d'etre usiné par les étages 1 et 4 un fraisage destiné à recevoir une tete de vis ou de rivet, il est possible de prévoir, comme dans l'exemple représenté, un étage supplémentaire 5 de fraisurage de forme générale tronconique qui lui-même se prolonge par une queue de fixation 6 cylindrique ou légèrement tronconique terminée, par exemple, par un pas de vis de fixation 7 qui permet une fixation très précise de l'outil dans la broche de la machine. Il est bien entendu possible de raccorder l'étage 4 et l'étage 5 par un rayon de raccordement ou un chanfrein.Optionally, if one wishes to form at the entry of the bored orifice which has just been machined by stages 1 and 4 a milling intended to receive a head of screw or rivet, it is possible to provide, as in the example shown, an additional milling stage 5 of generally frustoconical shape which itself is extended by a fixing shank 6 cylindrical or slightly frustoconical ended, for example, by a pitch of fixing screw 7 which allows a very tool precision in the machine spindle. It is of course possible to connect the stage 4 and the stage 5 by a connection radius or a chamfer.

On distingue également sur la Fig. des trous de lubrification 8 qui débouchent respectivement dans le dégagement 3 et dans la partie inférieure de la fraise 5. Le lubrifiant tel que du laitier est introduit à la partie supérieure de l'outil et descend dans le canal axial central (non représenté) pour irriguer simultanément et à tout moment les arêtes de l'alésoir 1, de l'alésoir 4 et de la fraise 5.We also distinguish in FIG. lubrication holes 8 which open respectively in the clearance 3 and in the lower part of the cutter 5. The lubricant such as slag is introduced into the upper part of the tool and descends into the central axial channel (not shown) for simultaneously irrigate the edges of reamer 1, reamer 4 and cutter 5 at any time.

Sur la Fig. on aperçoit au-dessous de l'outil deux plaques 10 et 11 percées d'avant-trous 12 et 13 qui ne sont pas convenablement alignés. Par un seul passage de l'outil selon l'invention, on obtient, comme représenté en traits pointillés un trou 14, parfaitement calibré et exactement centré sur l'axe de l'outil. L'étage 1 de préalésage permet ainsi le réalignement des avant-trous de perçage 12 et 13, même en cas de décalage des panneaux 10,11 par rapport à leur position théorique. L'outil combiné monobloc selon l'invention permet d'obtenir en une seule opération des trous très précis avec des états de surface excellents. In Fig. we see below the tool two plates 10 and 11 pierced with pilot holes 12 and 13 which are not properly aligned. By a single passage of the tool according to the invention, a hole 14 is obtained, as shown in dotted lines, perfectly calibrated and exactly centered on the axis of the tool. The pre-drilling stage 1 thus allows the realignment of the drilling pilot holes 12 and 13, even in the event of the panels 10, 11 shifting with respect to their theoretical position. The one-piece combination tool according to the invention makes it possible to obtain very precise holes in a single operation with excellent surface conditions.

Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour celà du cadre de l'invention. It goes without saying that many variants can be introduced, in particular by substitution of technically equivalent means without thereby departing from the scope of the invention.

Claims

10 Monobloc cutting tool intended to be driven in

rotation comprising part of its length a stage

of cylindrical envelope whose surface comprises at least

two helical cutting edges, the direction of the propellers being

the same as that of the direction of rotation of the tool,

characterized in that at least one second stage (4) of

outer diameter greater than that of the first stage (1),

having helical edges of opposite direction to the direction of

rotation is arranged following the stage (1), the two

stages being separated by a clearance (3) in diameter

reduced compared to the diameter of the stage (1).

20 monobloc cutting tool according to claim 1,

characterized in that it comprises, from bottom to top of

the tool:

- a pre-drilling stage (1)

- a clearance (3) of reduced diameter compared to that

the pre-drilling stage (1);

- a bore stage (4) whose helical edges are

opposite direction to those of the pre-drilling stage (1);

- a milling stage (5);

- a fixing tail (6).

30 Tool according to one of claims 1 or 2, characterized

in that radial lubrication holes (8), connected to

an axial duct, open into the clearance (3) and

the lower part of the milling stage (5).

40 Tool according to claim 2, characterized in that the

end cut (2) is flat.

50 Tool according to claim 2, characterized in that the front part (2) of the pre-drilling stage is pointed.