FR2703610A1 - Cutting tip and tool equipped with such tips - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait au domaine général de l'outillage de coupe ; elle concerne plus particuliérement; une plaquette de coupe originale ainsi que l'outil équipé d'au moins une plaquette de ce type, lequel outil peut par exemple consister en une fraise, une mèche, un déchiqueteur... etc. The present invention relates to the general field of cutting tools; it relates more particularly; an original cutting insert as well as the tool fitted with at least one insert of this type, which tool can for example consist of a bur, a drill bit, a shredder, etc.
Certains outils de coupe spéciaux, pour l'industrie du bois par exemple, sont constitués d'un support métallique, de forme adaptée, sur lequel on vient rapporter une ou plusieurs plaquettes de coupe, selon le cas. Certain special cutting tools, for the wood industry for example, consist of a metal support, of suitable shape, to which one or more cutting inserts have been attached, as the case may be.
Ces plaquettes sont agencées selon le type d'outil désiré ; elles comportent chacune une partie active en forme d'are te qui assure la fonction de coupe proprement dite.These plates are arranged according to the type of tool desired; they each have an active part in the shape of an area which performs the actual cutting function.
En règle générale, ces plaquettes de coupe consistent en de petits plots en matériau très résistant du genre carbure de tungstène, tantung ou polycristallin de diamant ; elles sont soit brasées sur leur support, soit associées à un moyen de fixation, par pincement par exemple, qui les rend amovibles. As a general rule, these cutting inserts consist of small studs made of very resistant material such as tungsten carbide, tantung or polycrystalline diamond; they are either brazed on their support, or associated with a fixing means, by pinching for example, which makes them removable.
Les plaquettes en carbure de tungstène ou en tantung sont relativement bon marché mais ce matériau n' est pas suffisamment résistant pour leur conférer une longévité importante, surtout lorsqu elles sont utilisées pour tailler des chants sur des panneaux revetus de placage dur. I1 est donc nécessaire, soit de les changer régulièrement, dans le cas où elles sont à usage unique avec des moyens de fixation amovibles sur l'outil, soit de les affûter périodiquement. Tungsten carbide or tantung inserts are relatively inexpensive, but this material is not strong enough to give them a long service life, especially when they are used to cut edges on panels coated with hard veneer. It is therefore necessary, either to change them regularly, in the case where they are for single use with removable fixing means on the tool, or to sharpen them periodically.
Cette opération d'affûtage ou de retaillage de l'arete de coupe est réalisée par un spécialiste ; elle entraine une immobilisation de l'outillage ou nécessite de disposer d'outils de remplacement.This sharpening or resizing operation of the cutting edge is carried out by a specialist; it results in immobilization of the tools or requires the availability of replacement tools.
En outre, ce retaillage présente l'inconvénient de changer la géométrie et en particulier les cotes de l'outil. En effet, il modifie le niveau des arêtes de coupe sur l'outil et il est nécessaire d'effectuer de nouveaux réglages de positionnement lors de la réutilisation. In addition, this resizing has the disadvantage of changing the geometry and in particular the dimensions of the tool. Indeed, it modifies the level of the cutting edges on the tool and it is necessary to make new positioning adjustments during reuse.
Les plaquettes de coupe dont la partie active est en polycristallin de diamant sont plus résistantes ; elles présentent toutefois les mêmes inconvénients lors du retaillage, doublés d'un inconvénient majeur qui réside dans leur coût de revient important. The cutting inserts whose active part is made of polycrystalline diamond are more resistant; however, they have the same drawbacks during resizing, coupled with a major drawback which lies in their high cost price.
Ces plaquettes sont généralement obtenues par usinage d'une pastille de diamant composite. Cette pastille comporte une face de coupe en polycristallin de diamant, adossée à un support en carbure de tungstène.These plates are generally obtained by machining a composite diamond pellet. This pellet has a polycrystalline diamond cutting face, backed by a tungsten carbide support.
Etant donné leur nature, ces plaquettes sont fixées sur l'outil par brasage. En effet, la face de coupe en polycristallin de diamant confère à l'outil une longévité beaucoup plus importante qu'aux outils avec plaquettes en carbure ou autre.Given their nature, these plates are fixed to the tool by brazing. Indeed, the polycrystalline diamond cutting face gives the tool a much greater longevity than tools with carbide or other inserts.
La fréquence des retaillages est nettement moins élevée, mais ce retaillage nécessite toujours une immobilisation de la machine qui ne peut être compensée que par l'achat d'un deuxième jeu d'outils.The frequency of recutting is much lower, but this recutting always requires immobilization of the machine which can only be compensated by the purchase of a second set of tools.
La présente invention a pour but de pallier à ces différents inconvénients en proposant une plaquette de coupe du type jetable, à usage unique, dont la structure lui confère des qualités de résistance très importantes tout en permettant sa réalisation à un coût de revient intéressant. The object of the present invention is to overcome these various drawbacks by proposing a disposable type cutting insert, for single use, the structure of which gives it very high resistance qualities while allowing it to be produced at an attractive cost price.
La plaquette de coupe selon l'invention est réalisée de façon monobloc par usinage d'une pastille de diamant composite, du genre constituée d'une couche de diamant polycristallin sur une couche support de carbure de tungstène Cette plaquette comporte une face de coupe composite constituée d'une partie active avec une arête de coupe en diamant polycristallin, et d'un corps support en carbure de tungstène dans lequel sont aménagés des moyens qui évitent les possibilités d'éjection au cours du travail. The cutting insert according to the invention is produced in a single piece by machining a composite diamond pellet, of the type consisting of a layer of polycrystalline diamond on a support layer of tungsten carbide This insert has a composite cutting face consisting an active part with a polycrystalline diamond cutting edge, and a tungsten carbide support body in which means are arranged which avoid the possibilities of ejection during work.
Selon une autre disposition de l'invention, la plaquette se présente sous une forme générale parallélépipédique, constituée d'une bande mince en diamant polycristallin formant la partie active, avec une arête de coupe rectiligne, et d'une bande inférieure formant le corps support. According to another arrangement of the invention, the plate has a generally parallelepiped shape, consisting of a thin strip of polycrystalline diamond forming the active part, with a straight cutting edge, and of a lower strip forming the support body. .
Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie active de la plaquette comporte une dépouille, de préférence de tordre de 20 , derrière l'arête de coupe. According to another characteristic of the invention, the active part of the insert comprises a draft, preferably twist 20, behind the cutting edge.
Selon une première forme de réalisation possible, les moyens anti-éjection de la plaquette sur l'outil de réception consistent en au moins un orifice prévu sensiblement au centre du corps support. According to a first possible embodiment, the anti-ejection means of the wafer on the receiving tool consist of at least one orifice provided substantially in the center of the support body.
Selon une variante, ces moyens anti-éjection se présentent sous la forme d'encoches latérales. Selon un autre mode de réalisation ils consistent en une rainure frontale ou dorsale, parallèle à l'arête de coupe, réalisée sur toute la longueur du corps support.Alternatively, these anti-ejection means are in the form of lateral notches. According to another embodiment, they consist of a front or back groove, parallel to the cutting edge, produced over the entire length of the support body.
L'invention concerne également les outils de coupe équipés d'au moins une plaquette de structure définie ci-avant. The invention also relates to cutting tools equipped with at least one structural plate defined above.
Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante de plusieurs modes de réalisation possibles, donnés à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation possible de la plaquette de coupe selon l'invention, avec des moyens intrinsèques antiéjection - la figure 2 est une perspective de la forme brute permettant la réalisation de la plaquette de la figure 1; - la figure 3 est une vue de côté de la forme brute de la figure 2 - la figure 4 est une vue agrandie, en coupe, montrant un montage possible de la plaquette selon l'invention sur son outil support - les figures 5 et 6 montrent, en perspective, deux autres modes de réalisation possibles de la plaquette de coupe selon l'invention. However, the invention will be further illustrated, without being in any way limited, by the following description of several possible embodiments, given by way of examples and represented in the appended drawings, in which - FIG. 1 is a perspective view of a possible embodiment of the cutting insert according to the invention, with intrinsic anti-ejection means - Figure 2 is a perspective of the raw form allowing the realization of the insert of Figure 1; - Figure 3 is a side view of the raw form of Figure 2 - Figure 4 is an enlarged view, in section, showing a possible mounting of the wafer according to the invention on its support tool - Figures 5 and 6 show, in perspective, two other possible embodiments of the cutting insert according to the invention.
La plaquette de coupe 1, représentée sur la figure 1 est obtenue par usinage d'une forme brute 4, illustrée sur les figures 2 et 3. The cutting insert 1, shown in FIG. 1, is obtained by machining a rough shape 4, illustrated in FIGS. 2 and 3.
La forme brute 4 est obtenue par découpe d'une pastille classique de diamant composite obtenue généralement par une opération de frittage ; cette pastille est du genre constituée d'une couche de diamant polycristallin sur une couche support de carbure de tungstène. La forme brute 4 se présente d'un seul tenant, sous une forme générale parallélépipédique ; ses dimensions sont adaptées à la plaquette que l'on désire obtenir. The rough form 4 is obtained by cutting a conventional diamond composite pellet generally obtained by a sintering operation; this pellet is of the kind consisting of a layer of polycrystalline diamond on a support layer of tungsten carbide. The raw form 4 is presented in one piece, in a generally parallelepiped form; its dimensions are adapted to the wafer that it is desired to obtain.
A titre purement indicatif, sa longueur a peut être de l'ordre de 15 mm, sa hauteur b de l'ordre de 8 mm et son épaisseur c de l'ordre de 1,5 mm.For purely indicative purposes, its length a may be of the order of 15 mm, its height b of the order of 8 mm and its thickness c of the order of 1.5 mm.
La forme brute monobloc 4 est découpée dans la pastille de diamant composite par une technique classique du genre électro-érosion. Cette découpe est réalisée dans l'épaisseur de la pastille de telle sorte que la forme 4 soit constituée, sur sa hauteur b, d'une superposition de deux couches de matériau, l'une supérieure 5 en diamant polycristallin, et l'autre inférieure 6 en carbure de tungstène. The rough monobloc shape 4 is cut from the composite diamond pellet by a conventional technique of the EDM genre. This cut is made in the thickness of the patch so that the shape 4 is made up, on its height b, of a superposition of two layers of material, one upper 5 made of polycrystalline diamond, and the other lower 6 in tungsten carbide.
La couche supérieure 5 de diamant polycristallin a une épaisseur d de l'ordre de 7 à 8/10ème de mm ; la couche inférieure 6 s'étend sur le reste de la hauteur de la forme 4.The upper layer 5 of polycrystalline diamond has a thickness d of the order of 7 to 8 / 10ths of a mm; the lower layer 6 extends over the rest of the height of the form 4.
Une telle structure définit deux faces planes composites 7 et 8 qui s'étendent dans des plans parallèles et qui sont constituées chacune d'un corps en carbure de tungstène surmonté d'une bande en diamant polycristallin. La partie extrême de la bande de diamant 5 définit une arête, respectivement 9 et 10, sur chaque face 7 et 8. Such a structure defines two composite flat faces 7 and 8 which extend in parallel planes and which each consist of a tungsten carbide body surmounted by a strip of polycrystalline diamond. The extreme part of the diamond strip 5 defines an edge, respectively 9 and 10, on each face 7 and 8.
La forme brute 4 est usinée par une technique appropriée du genre électro-érosion par exemple, pour obtenir la plaquette de coupe 1 à usage unique, susceptible d'être montée de façon très simple sur un outil support, et enlevée tout aussi facilement. The raw form 4 is machined by an appropriate technique of the EDM type for example, to obtain the cutting insert 1 for single use, capable of being mounted very simply on a support tool, and removed just as easily.
Cet usinage définit la face plane 7 ou 8 qui va faire office de face de coupe, avec l'arête de coupe 9 ou 10 correspondante ; il sert également à aménager les moyens intrinsèques antiéjection support qui seront détaillés plus loin.This machining defines the flat face 7 or 8 which will act as a cutting face, with the corresponding cutting edge 9 or 10; it also serves to arrange the intrinsic anti-ejection support means which will be detailed later.
On remarque sur cette plaquette 1 la présence d'une légère dépouille 11, en retrait de l'arête de coupe 9 et de la face de coupe 8 correspondante. Cette dépouille 11 est réalisée par enlèvement de matière sur la tête 5 en diamant polycristallin, plus particulièrement au niveau de l'arête 10 ; elle est destinée à faciliter le travail de l'arête active 9. Note on this plate 1 the presence of a slight draft 11, set back from the cutting edge 9 and the corresponding cutting face 8. This draft 11 is produced by removing material from the head 5 of polycrystalline diamond, more particularly at the edge 10; it is intended to facilitate the work of the active edge 9.
De préférence, la dépouille définit un angle x de l'ordre de 20 par rapport à la perpendiculaire de la face active 8. La plaquette 1 obtenue après cette opération se présente, en coupe transversale, sous la forme d'un bloc composite constitué d'un corps sensiblement rectangulaire 6 en carbure de tungstène, surmonté d'une tête 5 en diamant polycristallin de forme sensiblement triangulaire ou
On remarque encore sur la figure 1 la présence d'un orifice 12 aménagé dans la partie centrale du corps 6 en carbure de tungstène. Cet orifice 12 traverse complètement l'épaisseur c du corps support 6 ; son diamètre peut être de l'ordre de 3 mm.Preferably, the draft defines an angle x of the order of 20 relative to the perpendicular of the active face 8. The plate 1 obtained after this operation is, in cross section, in the form of a composite block consisting of '' a substantially rectangular body 6 of tungsten carbide, surmounted by a head 5 of polycrystalline diamond of substantially triangular shape or
Note also in Figure 1 the presence of an orifice 12 arranged in the central part of the body 6 of tungsten carbide. This orifice 12 completely crosses the thickness c of the support body 6; its diameter can be of the order of 3 mm.
Comme on l'a fait apparaître sur la figure 4, l'orifice 12 sert de moyen anti-éjection de la plaquette 1 sur son outil support 13, ladite plaquette étant fixée sur ledit outil par pincement.As shown in FIG. 4, the orifice 12 serves as an anti-ejection means for the plate 1 on its support tool 13, said plate being fixed to said tool by pinching.
Cet outil 13 comporte en effet un logement 14 dont la forme est adaptée pour recevoir la plaquette 1 et une cale de blocage 15 munie d'une fixation par vis 16.This tool 13 in fact comprises a housing 14 whose shape is adapted to receive the wafer 1 and a blocking block 15 provided with a fixing by screws 16.
La cale 15 peut comporter des faces légèrement inclinées pour faire office de coin. Pour éliminer toute possibilité d'extraction, au cours du travail par exemple, la plaquette
I coopère avec un pion 17 inséré dans son orifice central 12 et dans un orifice 18 prévu en correspondance dans le corps de l'outil 13.The wedge 15 may have slightly inclined faces to act as a wedge. To eliminate any possibility of extraction, during work for example, the insert
I cooperates with a pin 17 inserted in its central orifice 12 and in an orifice 18 provided correspondingly in the body of the tool 13.
Le montage de la plaquette s'effectue en plaçant le pion
17 dans l'orifice 18 de l'outil, puis en positionnant correctement la plaquette 1 dans le logement 14 avant d'y fixer la cale 15.The mounting of the plate is carried out by placing the pin
17 in the orifice 18 of the tool, then by correctly positioning the plate 1 in the housing 14 before fixing the shim 15 there.
La plaquette de coupe 1 est positionnée dans le logement 14 de telle sorte que sa partie active 5 en diamant polycristallin se présente au moins partieliement en saillie à l'extérieur dudit orifice. L'arête de coupe saillante 9 peut alors remplir sa fonction. The cutting insert 1 is positioned in the housing 14 so that its active part 5 in polycrystalline diamond is at least partially projecting outside said orifice. The projecting cutting edge 9 can then fulfill its function.
A noter la forme particulière de la face supérieure 20 de la cale 15, en arc de cercle, adaptée pour forcer le copeau découpé à s' enrouler sur lui-même. Note the particular shape of the upper face 20 of the shim 15, in an arc, adapted to force the cut chip to wind on itself.
Etant donné la nature de la partie active 5, l'outil 13 équipé par la plaquette 1 selon l'invention peut être utilisé pour traiter des matériaux très durs. Si on l'utilise sur des matières classiques, l'usure de la ou des plaquettes sera très lente. Given the nature of the active part 5, the tool 13 equipped with the wafer 1 according to the invention can be used to treat very hard materials. If it is used on conventional materials, the wear of the pad (s) will be very slow.
Lorsque l'arête 9 est usée et n'est plus apte à remplir sa fonction, il suffit d'ôter la cale 15 pour remplacer la plaquette. Cette manoeuvre très simple peut être réalisée sur le site et ne nécessite aucunementl'intervention d'un spécialiste. Elle présente l'avantage de ne pas modifier la géométrie de l'outil et en particulier son diamètre s'il s'agit d'un outil rotatif. When the edge 9 is worn and is no longer able to fulfill its function, it suffices to remove the shim 15 to replace the plate. This very simple maneuver can be carried out on site and does not require the intervention of a specialist. It has the advantage of not modifying the geometry of the tool and in particular its diameter if it is a rotary tool.
D'autre part, étant donné la faible quantité de diamant polycristallin utilisée, le coût de revient de ce genre de plaquette est relativement peu élevé. On the other hand, given the small quantity of polycrystalline diamond used, the cost price of this type of insert is relatively low.
L'usinage du corps en carbure de tungstène est adapté au mode d'anti-éjection prévu sur l'outil support 13. The machining of the tungsten carbide body is adapted to the anti-ejection mode provided on the support tool 13.
La plaquette de coupe 1 représentée sur la figure 5 comporte des encoches latérales 21 susceptibles de coopérer avec des tétons adaptés prévus, soit dans le logement 14 de l'outil, soit sur la cale de blocage 15.The cutting insert 1 shown in FIG. 5 has lateral notches 21 capable of cooperating with suitable pins provided, either in the housing 14 of the tool, or on the blocking block 15.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 6, on a prévu une rainure longitudinale 22 faisant office d'organe de blocage et/ou d'antiéjection ; cette rainure est parallèle à l'arête de coupe 9 et elle coopère avec une forme complémentaire réalisée, de la même façon, soit dans le logement 14, soit sur la cale 15. A noter que ce dernier mode de réalisation peut avantageusement être utilisé pour les plaquettes de petite longueur. In another embodiment shown in Figure 6, there is provided a longitudinal groove 22 acting as a locking member and / or anti-ejection; this groove is parallel to the cutting edge 9 and it cooperates with a complementary shape produced, in the same way, either in the housing 14, or on the shim 15. Note that this latter embodiment can advantageously be used for platelets of short length.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. The reference signs inserted after the technical characteristics mentioned in the claims are intended only to facilitate the understanding of the latter and in no way limit their scope.
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Effective date: 20061230 |