FR2779366A1

FR2779366A1 - Drill bit with multi-cutting edges

Info

Publication number: FR2779366A1
Application number: FR9807261A
Authority: FR
Inventors: Francois Defougeres; Pierre Rigolet
Original assignee: Diager SAS
Current assignee: Diager SAS
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-10

Abstract

The drill bit consists of a steel shank (1) and a mono block tungsten carbide insert (2) with three radial wings (3) which are joined at the center and define the cutting edges (5). The center where the radial wings (3) join in the insert (2), forms a central point (8).

Description

La présente invention concerne un foret, utilisable pour le perçage deThe present invention relates to a drill, usable for drilling

matériaux divers, notamment dans le domaine du bâtiment, o various materials, particularly in the building sector, o

ce foret est apte à percer un matériau tel que le béton armé. this drill is capable of drilling a material such as reinforced concrete.

Pour le perçage de trous dont le diamètre est compris entre environ 3 mm et 25 mm, I'on utilise traditionnellement des forets à deux lèvres de coupe. Ces forets classiques ont pour inconvénient d'être sujets à des ruptures fréquentes et prématurées, notamment lorsqu'ils sont utilisés dans des matériaux non homogènes, et qu'ils rencontrent par exemple une armature métallique dans du béton armé, ou une inclusion de For drilling holes whose diameter is between approximately 3 mm and 25 mm, traditional drills with two cutting lips are traditionally used. These conventional drills have the disadvantage of being subject to frequent and premature ruptures, in particular when they are used in non-homogeneous materials, and when they meet, for example, a metal frame in reinforced concrete, or an inclusion of

"silex' dans du béton."flint 'in concrete.

On connaît déjà des outils de perçage rotatifs possédant trois ou quatre lèvres de coupe, orientées radialement, en particulier trois lèvres de coupe régulièrement réparties autour de l'axe de l'outil, c'est-à-dire séparées les unes des autres par des intervalles angulaires de 120 . De tels outils sont connus surtout pour le perçage de l'acier. Ils sont souvent réalisés avec des lèvres de différentes longueurs, I'une des ailes étant plus longue que les autres et dépassant le centre de l'outil, de manière à percer des trous à fond plat. D'autres outils connus possèdent trois lèvres de coupe de longueurs égales, dont aucune n'atteint le centre de l'outil, un arrosage central étant éventuellement prévu dans le cas d'un tel outil de Rotary drilling tools are already known having three or four cutting lips, oriented radially, in particular three cutting lips regularly distributed around the axis of the tool, that is to say separated from each other by angular intervals of 120. Such tools are known above all for drilling steel. They are often made with lips of different lengths, one of the wings being longer than the others and projecting beyond the center of the tool, so as to pierce holes with a flat bottom. Other known tools have three cutting lips of equal length, none of which reaches the center of the tool, central watering being possibly provided in the case of such a tool.

relativement grand diamètre, plutôt destiné au creusement de roches. relatively large diameter, rather intended for the digging of rocks.

D'une façon générale, de tels outils ne sont pas adaptés au perçage de matériaux tels que le béton armé. De plus, leurs réalisations pratiques actuelles ne sont pas satisfaisantes. S'il s'agit d'un outil obtenu par usinage d'un bloc en une matière unique, du type carbure, I'outil est très fragile et ne supporte ni les chocs violents, ni les flexions; de plus, un tel outil est particulièrement onéreux. Si les lèvres de coupe sont réalisées sous la forme de pièces rapportées, habituellement désignées comme "plaquettes", la réalisation est complexe en raison de la multiplicité des pièces, et il est difficile de couvrir la zone centrale de l'outil, comme déjà Generally, such tools are not suitable for drilling materials such as reinforced concrete. In addition, their current practical achievements are not satisfactory. If it is a tool obtained by machining a block of a single material, of the carbide type, the tool is very fragile and does not withstand violent shocks or bending; moreover, such a tool is particularly expensive. If the cutting lips are made in the form of inserts, usually designated as "inserts", the realization is complex due to the multiplicity of parts, and it is difficult to cover the central area of the tool, as already

mentionné plus haut.mentioned above.

La présente invention vise à éliminer l'ensemble de ces inconvénients, en fournissant un foret adapté aux matériaux de construction du genre béton armé, et possédant une longévité accrue et des performances améliorées, en comparaison avec les forets classiques à The present invention aims to eliminate all of these drawbacks, by providing a drill suitable for building materials of the reinforced concrete type, and having an increased longevity and improved performance, in comparison with conventional drills with

deux lèvres.two lips.

A cet effet, I'invention a pour objet un foret à lèvres de coupe multiples, qui comprend essentiellement, insérée dans un corps notamment To this end, the invention relates to a drill with multiple cutting lips, which essentially comprises, inserted into a body in particular

en acier, une plaquette monobloc notamment en carbure, comportant elle- made of steel, a monobloc plate, in particular of carbide, comprising

même au moins trois ailes radiales concourantes définissant au moins trois lèvres de coupe, les différentes ailes radiales se réunissant au centre de la even at least three concurrent radial wings defining at least three cutting lips, the different radial wings meeting at the center of the

plaquette pour former une pointe centrale. plate to form a central point.

Ainsi, le foret objet de l'invention se caractérise par une plaquette monobloc, formant à elle seule au moins trois lèvres de coupe et Thus, the drill object of the invention is characterized by a one-piece insert, which alone forms at least three cutting lips and

une pointe centrale, située dans la continuité des lèvres de coupe. a central point, located in the continuity of the cutting lips.

Dans une forme de réalisation simple de l'invention, la plaquette monobloc en carbure comporte trois ailes radiales, séparées par des intervalles angulaires de 120 , qui définissent trois lèvres de coupe se In a simple embodiment of the invention, the solid carbide insert has three radial wings, separated by angular intervals of 120, which define three cutting lips

réunissant dans la pointe centrale. meeting in the central point.

La plaquette en carbure, insérée dans le corps en acier du foret, peut être notamment maintenue en place par un brasage "haute température". Dans l'ensemble, le foret à lèvres de coupe multiples, objet de la présente invention, procure un confort d'utilisation amélioré, une productivité augmentée et une durée de vie allongée, sans altérer la qualité The carbide insert, inserted into the steel body of the drill, can in particular be held in place by "high temperature" brazing. Overall, the multi-cut lip drill, object of the present invention, provides improved user comfort, increased productivity and an extended service life, without altering the quality.

du trou percé et même en l'améliorant. of the hole drilled and even improving it.

En particulier, la pointe centrale possède une propriété auto- In particular, the central tip has a self-

centrante, et elle facilite l'attaque, au démarrage du perçage d'un trou. En cours de perçage, cette pointe centrale apporte la vitesse, tandis que les ailes radiales, au nombre d'au moins trois, définissent au moins trois points de guidage concentriques, d'o une stabilité accrue et une diminution des vibrations. La multiplication des lèvres de coupe contribue aussi à une meilleure répartition de l'usure, qui s'effectue sur au moins trois lèvres (au lieu de deux lèvres sur les forets classiques). Les performances sont ainsi améliorées, en particulier on a l'assurance de percer un trou rectiligne, et à paroi parfaitement cylindrique, et de conserver un foret stable même lorsqu'il rencontre une armature métallique ou un 'silex" dans le béton. L'action simultanée de la pointe centrale et des lèvres de coupe assure aussi la coupe et la désagrégation du matériau percé, sur toute la section du trou percé, ce qui facilite l'évacuation des poussières et contribue à améliorer la vitesse de perçage, le temps de perçage pouvant ainsi être diminué de 10 % à 15 % par rapport à un foret classique. Avantageusement, I'angle d'inclinaison des lèvres de coupe de la plaquette, par rapport à l'axe central du foret, est de l'ordre de 75 , un tel angle permettant de limiter la longueur des lèvres de coupe et, par conséquent, de bien concentrer la puissance mécanique transmise, tout en exerçant une pression par la pointe centrale. La pointe centrale de la plaquette comporte des facettes, délimitées par des arêtes qui prolongent respectivement les lèvres de coupe, lesdites arêtes possédant toutefois un angle d'inclinaison plus faible que celui des lèvres de coupe, par rapport à l'axe central du foret. Par ailleurs, le foret étant vu suivant la direction de son axe central, les arêtes de la pointe centrale de la plaquette forment chacune un angle par rapport aux lèvres de coupe correspondantes, de telle sorte que l'ensemble de ces arêtes et lèvres possède une allure de "croix celtique". Cette configuration assure un auto-affûtage de la centering, and it facilitates the attack, when starting the drilling of a hole. During drilling, this central point provides speed, while the radial wings, at least three in number, define at least three concentric guide points, thereby increasing stability and reducing vibrations. The multiplication of the cutting lips also contributes to a better distribution of wear, which takes place on at least three lips (instead of two lips on conventional drills). The performances are thus improved, in particular one is assured of drilling a rectilinear hole, and with perfectly cylindrical wall, and of preserving a stable drill even when it meets a metallic reinforcement or a "flint" in the concrete. simultaneous action of the central tip and the cutting lips also ensures cutting and disintegration of the drilled material, over the entire section of the drilled hole, which facilitates the evacuation of dust and contributes to improving the drilling speed, the time of drilling can thus be reduced by 10% to 15% compared to a conventional drill. Advantageously, the angle of inclination of the cutting lips of the insert, relative to the central axis of the drill, is of the order of 75, such an angle making it possible to limit the length of the cutting lips and, consequently, to concentrate the transmitted mechanical power well, while exerting pressure by the central tip. te facets, delimited by edges which respectively extend the cutting lips, said edges having however a smaller angle of inclination than that of the cutting lips, relative to the central axis of the drill. Furthermore, the drill being seen in the direction of its central axis, the edges of the central tip of the insert each form an angle relative to the corresponding cutting lips, so that all of these edges and lips have a look like a "Celtic cross". This configuration ensures self-sharpening of the

plaquette en carbure.carbide insert.

De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la In any case, the invention will be better understood using the

description qui suit, en référence au dessin schématique annexé description which follows, with reference to the attached schematic drawing

représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce foret à lèvres de coupe multiples: Figure 1 est une vue partielle en perspective d'un foret conforme à la présente invention, avec plaquette à trois lèvres de coupe Figure 2 est une vue en bout du foret de figure 1; Figure 3 est une vue de côté de la plaquette seule du foret des representing, by way of example, an embodiment of this drill with multiple cutting lips: FIG. 1 is a partial perspective view of a drill according to the present invention, with insert with three cutting lips FIG. 2 is an end view of the drill of Figure 1; Figure 3 is a side view of the single plate of the drill bit

figures 1 et 2.Figures 1 and 2.

Les figures 1 et 2 montrent la tête d'un foret, qui comprend un corps 1 en acier allié, à l'extrémité duquel est insérée une plaquette 2 en carbure. Dans l'exemple considéré, il s'agit d'une plaquette 2 qui comporte, dans une réalisation monobloc, trois ailes radiales 3 séparées par des intervalles angulaires de 120 . Cette plaquette 2 est mise en place dans un logement de forme correspondante, donc un logement à trois rainures radiales, creusé dans le corps en acier 1 au niveau de la tête du foret, et elle est fixée dans ce logement par un brasage "haute température". Plus particulièrement, comme le montre aussi la figure 2, chaque aile radiale 3 de la plaquette 2 possède une allure trapézoïdale, de telle sorte que sa partie supérieure s'élève, depuis la périphérie du foret vers l'axe central 4 de ce foret. Chaque aile radiale 3 définit ainsi une lèvre de coupe 5, dont le point de départ 6 se situe sensiblement au niveau de Figures 1 and 2 show the head of a drill, which comprises a body 1 of alloy steel, at the end of which is inserted a plate 2 of carbide. In the example considered, it is a plate 2 which comprises, in a one-piece embodiment, three radial wings 3 separated by angular intervals of 120. This plate 2 is placed in a housing of corresponding shape, therefore a housing with three radial grooves, hollowed out in the steel body 1 at the level of the drill head, and it is fixed in this housing by "high temperature" brazing. ". More particularly, as also shown in FIG. 2, each radial wing 3 of the plate 2 has a trapezoidal shape, so that its upper part rises, from the periphery of the drill towards the central axis 4 of this drill. Each radial wing 3 thus defines a cutting lip 5, the starting point 6 of which is situated substantially at the level of

la périphérie circulaire 7 du corps 1, et constitue un point de guidage. the circular periphery 7 of the body 1, and constitutes a guide point.

L'angle d'inclinaison A de chaque lèvre de coupe 5, mesuré par rapport à The angle of inclination A of each cutting lip 5, measured relative to

l'axe central 4 du foret, est de l'ordre de 75 . the central axis 4 of the drill, is of the order of 75.

La section de chaque aile radiale 3 de la plaquette 2, telle qu'elle apparaît sur la figure 3 à droite, permet aussi de définir, de part et d'autre de la lèvre de coupe 5 correspondante, un angle de coupe (angle The section of each radial wing 3 of the plate 2, as it appears in FIG. 3 on the right, also makes it possible to define, on either side of the corresponding cutting lip 5, a cutting angle (angle

d'affûtage) et un angle de dépouille, qui ne seront pas détaillés ici. sharpening) and a draft angle, which will not be detailed here.

Dans sa région centrale, o se réunissent les trois ailes 3, la plaquette 2 présente une pointe centrale 8, qui comporte trois facettes latérales 9 délimitées par des arêtes 10. Chaque arête 10 de la pointe centrale 8 prolonge la lèvre de coupe 5 d'une aile radiale 3 de la plaquette 2. Toutefois, l'angle d'inclinaison B de chaque arête 10, mesuré par rapport à l'axe central 4 du foret, est inférieur à l'angle A précédemment In its central region, where the three wings 3 meet, the plate 2 has a central point 8, which has three lateral facets 9 delimited by edges 10. Each edge 10 of the central point 8 extends the cutting lip 5 of a radial wing 3 of the plate 2. However, the angle of inclination B of each edge 10, measured with respect to the central axis 4 of the drill, is less than the angle A previously

défini, et vaut par exemple environ 60 . defined, and is worth for example around 60.

De plus, le foret étant vu en bout, chaque arête 10 de la pointe centrale 8 de la plaquette 2 forme un angle C par rapport à la lèvre de coupe 5 correspondante, I'angle C étant le même pour toutes les arêtes In addition, the drill being seen at the end, each edge 10 of the central point 8 of the insert 2 forms an angle C relative to the corresponding cutting lip 5, the angle C being the same for all the edges

, de manière à donner à ladite pointe une allure de "croix celtique". , so as to give said point the appearance of a "Celtic cross".

Enfin, on notera que le corps 1 du foret possède avantageusement trois gorges hélicoïdales 11 entrelacées, ayant leurs points de départ situés respectivement entre les trois ailes 3 de la Finally, it will be noted that the body 1 of the drill advantageously has three helical grooves 11 interlaced, having their starting points located respectively between the three wings 3 of the

plaquette 2, pour l'évacuation rapide des poussières de coupe. plate 2, for the rapid evacuation of cutting dust.

Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme It goes without saying that the invention is not limited to the single form

d'exécution de ce foret à lèvres de coupe multiples qui a été décrite ci- execution of this multiple cutting lip drill which has been described below

dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en multipliant les ailes et les lèvres de coupe de la plaquette, par exemple en prévoyant quatre ou cinq ailes et lèvres de coupe, séparées par des intervalles angulaires réguliers ou non. Dans le même ordre d'idées, les matériaux constitutifs du corps du foret et de sa plaquette peuvent être modifiés, de même que les angles d'inclinaison des lèvres de coupe et des arêtes de la pointe centrale. Enfin, bien que globalement qualifiées de radiales, les ailes de la plaquette peuvent être droites, ou présenter une "cassure" intermédiaire, ou encore être courbées, sans que l'on s'écarte above, by way of example; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle. Thus, in particular, that one would not depart from the scope of the invention by multiplying the wings and the cutting lips of the wafer, for example by providing four or five wings and cutting lips, separated by regular or irregular angular intervals. In the same vein, the materials constituting the body of the drill and its insert can be modified, as well as the angles of inclination of the cutting lips and the edges of the central point. Finally, although generally qualified as radial, the wings of the plate can be straight, or have an intermediate "break", or even be curved, without moving away

pour autant de l'esprit de l'invention. provided the spirit of the invention.

Claims

1 - Multiple cutting lip drill, characterized in that it comprises, inserted in a body (1) in particular in steel, a monobloc plate (2) in particular in carbide, itself comprising at least three concurrent radial wings (3 ) defining at least three cutting lips (5), the different radial wings (3) meeting at the center of the insert

(2) to form a central point (8).

2- multiple cutting lip drill according to claim 1, characterized in that its one-piece insert (2) has three radial wings (3), separated by angular intervals of 120, which define three cutting lips (5) meeting in the central point (8). 3 - Multiple cutting lip drill according to claim 1 or 2, characterized in that the carbide insert (2), inserted in the body (1) in particular steel of the drill, is held in place by a

"high temperature" soldering.

4 - Multiple cutting lip drill according to any one

claims 1 to 3, characterized in that the angle of inclination (A)

cutting lips (3) of the insert (2), relative to the central axis (4)

of the drill, is around 75.

- Multiple cutting lip drill according to any one

claims 1 to 4, characterized in that the central tip (8) of the

plate (2) has facets (9), delimited by edges (10) which respectively extend the cutting lips (5), said edges (10) having a lower angle of inclination (B) than that (A) lips of

section (5), relative to the central axis (4) of the drill.

6 - multiple cutting lip drill according to claim 5, characterized in that, the drill being seen in the direction of its central axis (4), the edges (10) of the central tip (8) of the insert (2 ) each form an angle (C) relative to the corresponding cutting lips (5), so that all of these edges (10) and lips (5)

has the appearance of a "Celtic cross".