Outil tournant pour mandrin à mors et procédé d'usinage de l'outil LaRotary tool for jaw chuck and method for machining the tool
présente invention concerne une amélioration considérable pour le serrage des outils tournants : forets, alésoirs, fraises, etc., dans les mandrins, en particulier à trois mors, des machines-outils ou des outils à main portatifs tels que : perceuses, fraiseuses, etc., outils de chirurgie ou de dentisterie, etc. On entend par outils tournants au sens de l'invention les outils comportant une queue d'entraînement prévue pour être serrée dans un mandrin rotatif à mors d'une machine-outil ou d'un outil à main, et une partie active io propre à travailler en rotation. La présente invention porte sur des outils tournants du type défini ci-avant ainsi que sur un procédé d'obtention et de réalisation de tels outils. Jusqu'à présent, les outils tournants pour l'usinage des métaux, du bois, des plastiques, etc., ont une queue d'entraînement cylindrique qui est 15 serrée dans un mandrin à trois mors. Le serrage est alors effectué selon trois génératrices du cylindre de section droite circulaire qui constitue la queue de l'outil tournant. II est courant, et encore plus avec les mandrins à serrage automatique sans clef de serrage, que le mandrin se mette à tourner et à 20 patiner sur la queue de l'outil tournant lorsque l'effort sur l'outil augmente. Cette situation désagréable se produit fréquemment avec les perceuses munies d'un foret et perçant un métal mince, ou au débouché d'un perçage dans un métal plus épais. En effet, lorsque l'extrémité du foret débouche, celui-ci coupe par ses 25 lèvres et l'effort résistant augmente considérablement. Il est alors fréquent que le mandrin patine sur l'outil tournant qui n'est plus entraîné. Pour éviter cet inconvénient, particulièrement sur les machines-outils d'atelier, on utilise pour les gros forets des emboîtements à cône morse et pour les outils de petites dimensions un serrage par pince qui assure un serrage sur 30 trois, ou plus, arcs de cercle mais ce mode de serrage nécessite une gamme complète de pinces suivant les diamètres, ce qui est onéreux et encombrant. Le problème à résoudre est d'améliorer de manière simple et économique, le maintien des queues d'entraînement de forets ou autres outils utilisés dans les perceuses ou machines semblables manuelles, dans 35 lesquelles la queue d'entraînement est serrée par un mandrin à plusieurs mors, généralement trois. De manière à permettre de pallier l'ensemble de ces inconvénients, les queues d'outils tournants selon l'invention comportent une forme 2904941 2 particulière, simple et économique à fabriquer, pour que l'outil tournant soit bloqué en rotation et d'une manière positive dans le mandrin d'entraînement. Un outil tournant, objet de l'invention, se caractérise en ce que la queue d'entraînement est sensiblement prismatique avec une section droite 5 ayant la forme globale d'un polygone régulier dont le nombre de côtés est égal au, ou un multiple du, nombre de mors du mandrin de serrage pour permettre un blocage positif de l'outil dans le mandrin. De préférence, la section droite de la queue d'entraînement d'un outil selon l'invention a la forme d'un triangle équilatéral à côtés curvilignes io convexes vers l'extérieur et à sommets arrondis, pour un mandrin à trois mors. La solution proposée par l'invention dans le cadre d'un mandrin à trois mors consiste à prévoir une tige à section triangulaire équilatérale. Avantageusement, l'outil selon l'invention comporte sur la queue d'entraînement un marquage propre à indiquer la limite d'engagement de l'outil 15 tournant dans le mandrin. Préférentiellement, l'outil comporte sur la queue d'entraînement au moins un repère pour indiquer le bon positionnement des côtés de la section droite relativement aux mors de serrage. Généralement, l'outil sera choisi parmi les forets, les alésoirs et/ou 20 les fraises. L'outil selon l'invention pourra être prévu pour une machine-outil choisie parmi les perceuses, les fraiseusesä les outils de dentisterie et les outils de chirurgie. En variante, l'outil selon l'invention est prévu pour un outil à main 25 choisi parmi les tournevis ou clés. Dans un mode préférentiel de réalisation de l'outil, la queue d'entraînement et la partie active sont d'une seule pièce. En variante, dans un autre mode de réalisation, la queue d'entraînement est rapportée sur la partie active. The present invention relates to a considerable improvement in the clamping of rotating tools: drills, reamers, milling cutters, etc., in chucks, particularly three-jaw chucks, machine tools or hand-held tools such as: drills, milling machines, etc. ., surgical or dentistry tools, etc. For the purposes of the invention, the term "rotary tools" means tools comprising a drive tail intended to be clamped in a rotary chuck with jaws of a machine tool or a hand tool, and an active part 10 suitable for work in rotation. The present invention relates to rotating tools of the type defined above as well as to a method for obtaining and producing such tools. So far, rotating tools for machining metals, wood, plastics, etc., have a cylindrical drive tail which is clamped in a three-jaw chuck. Clamping is then performed along three generatrices of the cylinder of circular cross section which constitutes the tail of the rotating tool. It is common, and even more so with self-tightening chucks without a wrench, that the chuck will spin and spin on the tail of the rotating tool as the force on the tool increases. This unpleasant situation occurs frequently with drills with a drill bit and a thin metal drill, or at the outlet of a hole in a thicker metal. Indeed, when the end of the drill opens, it cuts through its lips and the resistant force increases considerably. It is then common for the mandrel to pat on the rotating tool which is no longer driven. In order to avoid this disadvantage, especially for workshop machine tools, large drills are used with Morse taper sockets and for small tools a clamping clamp which clamps on three or more bows circle but this type of clamping requires a full range of clamps according to the diameters, which is expensive and bulky. The problem to be solved is to simply and economically improve the maintenance of drill tines or other tools used in drills or similar manual machines, in which the drive tail is tightened by a multi-mandrel. bit, usually three. In order to make it possible to overcome all these drawbacks, the tails of rotating tools according to the invention comprise a particular form, which is simple and inexpensive to manufacture, so that the rotating tool is locked in rotation and is positively in the drive chuck. A rotating tool, object of the invention, is characterized in that the drive tail is substantially prismatic with a cross section 5 having the overall shape of a regular polygon whose number of sides is equal to, or a multiple of , number of jaws of the chuck to allow positive locking of the tool in the chuck. Preferably, the cross-section of the drive tail of a tool according to the invention is in the form of an equilateral triangle with outwardly convex curvilinear sides and rounded tops for a three-jaw mandrel. The solution proposed by the invention in the context of a mandrel with three jaws consists of providing an equilateral triangular section rod. Advantageously, the tool according to the invention comprises on the drive tail a marking adapted to indicate the limit of engagement of the tool 15 rotating in the mandrel. Preferably, the tool comprises on the drive tail at least one mark to indicate the correct positioning of the sides of the cross section relative to the clamping jaws. Generally, the tool will be selected from drills, reamers and / or strawberries. The tool according to the invention may be provided for a machine tool selected from drills, milling machines, dental tools and surgical tools. Alternatively, the tool according to the invention is provided for a hand tool 25 selected from screwdrivers or keys. In a preferred embodiment of the tool, the drive tail and the active portion are in one piece. Alternatively, in another embodiment, the drive tail is attached to the active portion.
30 De manière générale, pour empêcher un outil de tourner, par exemple dans les trois mors de serrage usuels, il faudrait usiner la partie serrée de la queue de l'outil en triangle équilatéral centré sur l'outil, ce qui nécessiterait un usinage de précision et complexe, donc onéreux. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé 35 simple pour usiner la queue de l'outil tournant sensiblement en forme de prisme de section essentiellement triangulaire. Un procédé pour usiner la queue d'un outil suivant une forme sensiblement prismatique avec une section droite ayant la forme globale d'un 2904941 3 polygone régulier est caractérisé en ce qu'on met en oeuvre une rectifieuse sans centre (centerless) dont le réglage est modifié pour produire une pièce de section droite non circulaire. En variante, dans le cadre d'un outil tel que fraises, brosses, etc., 5 la queue d'entraînement peut être obtenue par étirage à froid en barre de longueur désirée, puis usinée et coupée à la longueur voulue. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci après en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 représente une vue de côté d'un foret, en tant qu'outil ro selon l'invention, - La figure 2 représente, à échelle agrandie, une section droite de la queue de l'outil, selon la ligne II-II de Fig. 1 - La figure 3 est une vue schématique en coupe d'une queue d'un outil selon l'invention dans un organe de contrôle après usinage. 15 - La figure 4 représente, en perspective schématique, une meule portant une queue rapportée selon l'invention, et - la figure 5 illustre schématiquement la mise en place de la queue de l'outil pour usinage centerless de manière à obtenir la forme selon l'invention.In general, to prevent a tool from rotating, for example in the three usual clamping jaws, it would be necessary to machine the tight portion of the tail of the equilateral triangle tool centered on the tool, which would require machining of the tool. precision and complex, so expensive. Another object of the present invention is to provide a simple method for machining the tail of the rotating tool substantially in the shape of a substantially triangular section prism. A method for machining the shank of a tool to a substantially prismatic shape with a cross-section having the overall shape of a regular polygon is characterized in that a centerless grinding machine is used. is modified to produce a piece of non-circular straight section. Alternatively, as part of a tool such as milling cutters, brushes, etc., the drive tail can be obtained by cold drawing in the desired length bar, then machined and cut to the desired length. The invention will be better understood on reading the description given hereinafter with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a side view of a drill as a ro tool according to the invention; Figure 2 shows, on an enlarged scale, a cross section of the tail of the tool, along the line II-II of FIG. 1 - Figure 3 is a schematic sectional view of a tail of a tool according to the invention in a control member after machining. FIG. 4 represents, in schematic perspective, a wheel bearing an attached tail according to the invention, and FIG. 5 schematically illustrates the positioning of the tail of the centerless machining tool so as to obtain the shape according to the invention. the invention.
20 Dans la pratique industrielle, les queues 1 des outils tournants 2 (fraises, forets ou autres...) sont généralement usinées en cylindre de révolution. Une amélioration apportée par la présente invention consiste à usiner les queues 1 des outils tournants 2 en un tronc ayant une section droite 25 en forme de triangle équilatéral curviligne, E (Fig. 1) ou plus généralement de polygone régulier. La suite de la description est adaptée au cas d'un mandrin trois mors et donc d'un outil selon l'invention à queue triangulaire. Comme visible sur la figure 2, la section droite E d'une queue 30 d'entraînement selon l'invention comporte trois côtés égaux el, e2, e3, curvilignes convexes vers l'extérieur, et trois sommets arrondis si, s2, s3, identiques. Le rayon de courbure des côtés el, e2, e3, est supérieur à celui des sommets si, s2, s3. D'une manière générale la section droite de la queue peut être 35 formée par un polygone régulier P, en particulier à côtés curvilignes convexes vers l'extérieur, dont le nombre de côtés est égal au, ou est un multiple du, nombre de mors du mandrin de serrage. L'usinage peut être réalisé avec une rectifieuse centerless qui, 2904941 4 normalement est prévue pour produire des cylindres de révolution. En modifiant le réglage de cette machine-outil disponible, on peut obtenir la forme souhaitée pour la section transversale d'une queue d'entraînement selon l'invention, sans investissement supplémentaire.In industrial practice, the tails 1 of the rotating tools 2 (burs, drills or others ...) are generally machined in a cylinder of revolution. An improvement made by the present invention consists in machining the tails 1 of the rotating tools 2 in a trunk having a straight section 25 in the form of an equilateral curvilinear triangle, E (FIG 1) or more generally of regular polygon. The following description is adapted to the case of a mandrel three jaws and therefore a tool according to the invention triangular tail. As can be seen in FIG. 2, the straight section E of a drive tail according to the invention comprises three equal sides e1, e2, e3, curvilinear convex towards the outside, and three rounded vertices si, s2, s3, identical. The radius of curvature of the sides el, e2, e3 is greater than that of the vertices si, s2, s3. In general, the straight section of the tail may be formed by a regular polygon P, in particular with outwardly curvilinear sides, the number of sides of which is equal to, or is a multiple of, the number of jaws chuck. Machining can be performed with a centerless grinding machine which normally is provided to produce revolution cylinders. By changing the setting of this available machine tool, one can obtain the desired shape for the cross section of a drive tail according to the invention without additional investment.
5 Lors du montage de l'outil décrit ci-dessus dans les mors du mandrin de serrage, il suffit de veiller à ce que les trois mors soient bien positionnés pour serrer les côtés curvilignes du triangle correspondant. Pour faciliter le bon positionnement de l'outil tournant, objet de l'invention, par rapport aux trois mors du mandrin de serrage, il peut être gravé io ou imprimé sur la queue 1 de l'outil tournant 2 un cercle 3 ou tout autre marquage adapté pour indiquer la limite d'engagement de l'outil tournant 2 dans le mandrin et/ou un à trois repères 3a indiquant le bon positionnement des côtés du triangle curviligne par rapport aux trois mors du mandrin de serrage. Les caractéristiques principales du triangle équilatéral curviligne sont 15 des distances di, d2, d3 égales entre plans tangents parallèles mais, à l'encontre du cercle, les rayons issus du centre ne sont pas de longueur constante, à telle enseigne que le contrôle d'une pièce usinée en centerless ne peut pas être effectué avec un pied à coulisse, un palmer ou tout autre appareil de mesure serrant la pièce entre deux plans parallèles car tous les diamètres du triangle 20 curviligne sont égaux entre eux. Pour contrôler une pièce 1 issue de centerless, il faut la placer dans un V 4 à 90 (voir Figure 3), y appliquer un palpeur 5 perpendiculaire à l'axe du V 4, puis tourner la pièce dans le V 4: si la cote mesurée est constante, la section droite est un cercle ; 25 - si la cote mesurée varie, on est en présence d'un triangle curviligne. Etant donné que, dans tout triangle isocèle ou curviligne, la distance du centre du cercle circonscrit aux trois sommets est supérieure à la distance de ce centre aux trois côtés, le serrage sur ces côtés par un mandrin à trois 30 mors assure un blocage d'une manière positive en rotation dans les deux sens : vissage et dévissage. Les inscriptions marquées ou gravées sur les queues des outils en triangle curviligne ne seront plus effacées car il n'y a plus de rotation du mandrin sur l'outil bloqué.When mounting the tool described above in the jaws of the chuck, it is sufficient to ensure that the three jaws are well positioned to clamp the curvilinear sides of the corresponding triangle. To facilitate the correct positioning of the rotating tool, object of the invention, relative to the three jaws of the chuck, it can be engraved or printed on the tail 1 of the rotating tool 2 a circle 3 or any other marking adapted to indicate the limit of engagement of the rotating tool 2 in the mandrel and / or one to three marks 3a indicating the correct positioning of the sides of the curvilinear triangle with respect to the three jaws of the chuck. The main features of the curvilinear equilateral triangle are distances di, d2, d3 equal between parallel tangent planes but, against the circle, the radii coming from the center are not of constant length, so much so that the control of a centerless machined part can not be performed with a caliper, a palmer or any other measuring device clamping the workpiece between two parallel planes since all the diameters of the curvilinear triangle are equal to each other. To control a piece 1 from centerless, it must be placed in a V 4 to 90 (see Figure 3), apply a feeler 5 perpendicular to the axis of the V 4, then turn the piece in the V 4: if the measured dimension is constant, the cross section is a circle; 25 - if the measured dimension varies, it is in the presence of a curvilinear triangle. Since in any isosceles or curvilinear triangle, the distance from the center of the circle circumscribing the three vertices is greater than the distance from this center to the three sides, the clamping on these sides by a three-jaw mandrel ensures a locking of a positive way in rotation in both directions: screwing and unscrewing. The inscriptions marked or engraved on the tails of the curvilinear triangle tools will no longer be erased because there is no more rotation of the mandrel on the tool blocked.
35 Les forets et de nombreux outils ont des queues d'entraînement monobloc mais, pour de nombreux autres outils : fraises, brosses, etc., les queues d'entraînement peuvent être rapportées et sont généralement soudées, serties, rivetées, vissées, etc., sur la partie active de l'outil.Drills and many tools have one-piece drive tails, but for many other tools, such as milling cutters, brushes, etc., the drive tails can be attached and are generally welded, crimped, riveted, screwed, etc. , on the active part of the tool.
2904941 5 Dans ce cas, la tige d'entraînement de section droite en triangle curviligne peut être obtenue par étirage à froid en barre de longueur désirée, puis usinée et coupée à la longueur voulue, puis montée comme il est dit ci-dessus sur la partie active de l'outil. Pour les outils bon marché pour lesquels 5 un centrage précis de la tige support par rapport à l'outil n'est pas exigé, la tige de l'outil peut être un étiré triangulaire ou hexagonal, fixé sur l'outil. En règle générale, on considère que toute pièce issue de la technologie centerless qui ne présente pas une section droite circulaire doit être rejetée. Ici, au contraire, on utilise ce qui, habituellement est considéré comme io constituant un défaut d'alignement des centres des meules et de l'axe géométrique de la queue d'entraînement, pour obtenir l'effet et la réalisation désirés. Par usinage centerless entre deux meules circulaires (Fig.5), en maintenant la queue 1 avec son axe légèrement décalé par rapport à la droite is passant par les centres des deux meules 6, on peut réaliser une sorte de triangle équilatéral curviligne qui est tel que la distance entre deux parallèles tangentes aux cotés du triangle équilatéral est constante. Dans le cas de l'invention, on exploite cette caractéristique du défaut d'alignement, généralement considérée comme plutôt négative, pour fabriquer 20 la pièce recherchée, sans avoir besoin d'une machine d'usinage particulière nécessitant un investissement. 15In this case, the driving rod with a straight section in a curvilinear triangle may be obtained by cold drawing in bar of desired length, then machined and cut to the desired length, and then mounted as described above on the active part of the tool. For inexpensive tools for which precise centering of the support rod relative to the tool is not required, the tool shank may be a triangular or hexagonal stretch, attached to the tool. As a general rule, it is considered that any part resulting from centerless technology that does not have a circular cross section must be rejected. Here, on the contrary, what is usually considered to be a misalignment of the centers of the grinding wheels and the geometric axis of the drive tail is used to achieve the desired effect and achievement. By centerless machining between two circular grinding wheels (FIG. 5), while maintaining the tail 1 with its axis slightly offset from the straight line passing through the centers of the two grinding wheels 6, it is possible to produce a sort of curvilinear equilateral triangle which is such that the distance between two parallel tangents to the sides of the equilateral triangle is constant. In the case of the invention, this feature of misalignment, generally considered rather negative, is exploited to produce the desired part without the need for a particular machining machine requiring investment. 15