FR2905617A1 - Outil coupant circulaire a segments et procede de fabrication d'un tel outil. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un outil coupant circulaire (100') qui comprend un disque support (110') et une pluralité de segments circulaires (120') pourvus d'une denture de coupe, rapportés sur la périphérie du disque support.Selon l'invention, lesdits segments circulaires sont solidarisés par brasage, soudage ou collage au disque support et il est prévu localement sur le disque support et sur lesdits segments des éléments mâles (111') et femelles (121') emboîtés les uns dans les autres pour reprendre des efforts de cisaillement orthoradiaux subis par l'outil de coupe..L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel outil.

Description

'2905617 1 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente

invention concerne un outil coupant circulaire qui comprend un disque support et une pluralité de segments circulaires pourvus d'une denture de coupe, rapportés sur la périphérie du disque support.

Elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel outil. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'un outil industriel adapté à couper certains produits complexes comme des profilés à grosses sections ou des produits en inox ainsi que toutes sortes de matériaux comme l'acier, le cuivre, et l'aluminium, le papier, le carton et les plastiques. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Actuellement dans les outils coupants circulaires à segments déjà connus, le disque support est réalisé en acier de base choisi parmi les aciers alliés ou non alliés, les aciers à outils pour travail à froid et les aciers à outils pour travail à chaud, et seuls les segments circulaires sont réalisés en acier à outils rapide qui, par rapport aux aciers alliés ou non alliés, aux aciers à outils pour travail à froid et aux aciers à outils pour travail à chaud, présente une dureté et une résistance après trempe plus élevées à haute température jusqu'à environ 600 C. Conformément à la définition donnée par la norme EN ISO 4957 de décembre 1999 au chapitre 3 paragraphe 3.3.3, l'acier à outils rapide est utilisé principalement pour l'usinage et le formage et, par rapport aux autres aciers tels que les aciers alliés ou non alliés, les aciers à outils pour travail à froid ou pour travail à chaud, il possède, de par sa composition chimique, la dureté et la résistance après trempe les plus élevées à haute température jusqu'à environ 600 C. C'est en particulier un acier fortement allié en tungstène, en cobalt, en molybdène et en vanadium. Par exemple un acier à outils rapide peut comprendre une part en masse de l'ensemble des trois éléments que sont le tungstène, le cobalt et le molybdène, supérieure à 5%.

L'acier à outils rapide et le carbure sont des matières très onéreuses qui présentent de hautes performances recherchées pour la réalisation des parties actives de coupe d'outils industriels. Généralement, dans les outils à segments déjà connus, comme ceux décrits par exemple dans les documents GB 977 837, DE 1 902 901 et DE 36 02 2905617 2 904, le disque support porte sur son pourtour une nervure sur laquelle est emboîté chaque segment circulaire. Pour cela, chaque segment circulaire comporte dans son bord longitudinal intérieur une rainure d'emboîtement. En outre, les segments circulaires sont solidarisés entre eux ainsi qu'au disque support à l'aide de rivets.

5 Les outils à segments présentent un surcoût de fabrication dû à la massivité des segments par rapport à la partie utile de coupe et à l'assemblage mécanique des segments avec le disque support des outils. La réalisation de ces outils est complexe et nécessite de maîtriser de multiples étapes comme le fraisage, le traitement thermique, le recuit, la 10 rectification, et le rivetage. OBJET DE L'INVENTION Par rapport à l'état de la technique précité, la présente invention propose un nouvel outil coupant très performant, particulièrement adapté à la coupe de certains produits complexes comme des produits inox ou des profilés à grosses 15 sections et dont le procédé de fabrication est optimisé pour que le prix de revient d'un tel outil soit abaissé. Plus particulièrement, selon l'invention, on propose un outil coupant circulaire tel que défini en introduction, dans lequel lesdits segments circulaires sont solidarisés par brasage, soudage ou collage au disque support et il est prévu 20 localement sur le disque support et sur lesdits segments des éléments mâles et femelles emboîtés les uns dans les autres pour reprendre des efforts de cisaillement orthoradiaux subis par l'outil de coupe. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'outil coupant selon l'invention sont les suivantes : 25 - les éléments mâles sont des tenons et les éléments femelles sont des encoches présentant une forme sensiblement rectangulaire ; - le dos des tenons et le fond des encoches associés suivent une orientation inclinée par rapport au bord du disque support ; - les éléments mâles sont des tenons et les éléments femelles sont des 30 encoches présentant une forme sensiblement en queue d'aronde ; - chaque segment circulaire comporte un desdits éléments mâles ou femelles placé dans une partie médiane de son bord solidarisé audit disque support ; 2905617 3 - chaque segment circulaire comporte un desdits éléments mâles ou femelles placé à chacune de ses deux extrémités ; - chaque segment circulaire comporte une demi-encoche à chacune de ses deux extrémités, la réunion de deux demi-encoches de segments circulaires 5 juxtaposés formant une encoche recevant un tenon prévu en saillie de la tranche du disque support ; - le disque support comprend en saillie sur sa tranche une pluralité de tenons répartis sur son pourtour, engagés dans des encoches prévues en correspondance sur un bord desdits segments circulaires ; 10 -lesdits tenons viennent de formation avec le disque support pour former une pièce monobloc ; - les bords latéraux d'extrémité des segments circulaires juxtaposés sont placés à distance l'un de l'autre de manière à former une fente qui est prolongée dans le disque support ; 15 - le fond de chaque fente prévue dans le disque support forme une ouverture circulaire ; - les arêtes desdits bords latéraux d'extrémité des segments circulaires sont chanfreinées ; - lesdites fentes séparant les segments circulaires juxtaposés s'étendent 20 selon des rayons du disque support ; - lesdites fentes séparant les segments circulaires juxtaposés s'étendent selon une direction inclinée par rapport à la direction radiale du disque support ; - l'inclinaison desdites fentes est de l'ordre de 15 par rapport aux rayons du disque support ; 25 - le disque support est réalisé dans un acier de base choisi parmi les aciers alliés ou non alliés, les aciers à outils pour travail à froid et les aciers à outils pour travail à chaud et les segments circulaires sont réalisés en acier à outils rapide qui, par rapport aux aciers alliés ou non alliés, aux aciers à outils pour travail à froid et aux aciers à outils pour travail à chaud, présente une dureté et 30 une résistance après trempe plus élevées à haute température jusqu'à environ 600 C; - les segments circulaires sont réalisés dans un acier à outils rapide choisi parmi les aciers ABC3, M2, M35, M42, ASP2060 et M51 ; 2905617 4 - chaque fente séparant deux segments circulaires adjacents s'étend suivant une ligne formant un décrochement avec deux parties d'extrémité et une partie centrale transversale établissant la jonction entre les deux parties d'extrémité ; 5 - ladite partie centrale de chaque fente se raccorde aux deux parties d'extrémité par des coudes aux courbures inversées ; - ladite partie centrale de chaque fente s'étend sur une portion de cercle concentrique au bord périphérique du disque support ; - au moins une des parties d'extrémité de chaque fente qui débouche sur 10 la denture de l'outil, s'étend selon une direction inclinée par rapport à la direction radiale du disque support ; - les deux parties d'extrémité de chaque fente sont parallèles et s'étendent selon une direction inclinée par rapport à la direction radiale du disque support ; 15 - l'inclinaison de chaque partie d'extrémité de chaque fente est de l'ordre de 15 par rapport aux rayons du disque support ; - les segments circulaires sont deux à deux liés entre eux ; la liaison entre deux segments circulaires est réalisée par brasage, par soudage ou par collage de manière concentrique à une partie de ladite fente 20 séparant lesdits segments ; et - ladite partie de chaque fente entourée par ladite liaison est ladite partie centrale de la fente s'étendant suivant une portion de cercle. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un outil coupant tel que précité, selon lequel on découpe dans des plaques d'acier traitées 25 thermiquement des segments circulaires comprenant sur un bord intérieur longitudinal au moins un élément mâle ou femelle, on découpe dans une plaque d'acier un disque support avec en saillie sur son pourtour des éléments mâles ou femelles, on rapporte sur le pourtour du disque support lesdits segments circulaires de manière que lesdits éléments mâles et femelles s'engagent les uns 30 dans les autres, et on solidarise par brasage, soudage ou collage lesdits segments circulaires au disque support.

2905617 5 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.

5 Sur les dessins annexés : la figure 1 est une vue schématique de face d'un premier mode de réalisation d'un outil coupant circulaire selon l'invention ; la figure 2 est vue éclatée de construction de l'outil de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique de face d'un deuxième mode de 10 réalisation d'un outil coupant circulaire selon l'invention; -la figure 4 est une vue du détail B de la figure 3; - la figure 5 est vue du détail A de la figure 3 ; la figure 6 est une vue schématique de face d'un troisième mode de réalisation d'un outil coupant circulaire selon l'invention; 15 la figure 7 est une vue du détail A de la figure 6. la figure 8 est une vue schématique de face d'un quatrième mode de réalisation d'un outil coupant circulaire selon l'invention ; la figure 9 est une vue du détail A de la figure 8 ; la figure 10 est une vue schématique de face d'un cinquième mode de 20 réalisation d'un outil coupant circulaire selon l'invention ; et la figure 11 est une vue du détail A de la figure 11. Sur les figures 1, 3, 6, 8 et 10 on a représenté cinq variantes de réalisation d'un outil coupant circulaire 100 ;100' ;100" ;100û ;100"" avantageusement utilisé dans l'industrie pour couper toutes sortes de matériaux 25 comme l'acier, l'inox le cuivre et l'aluminium, le papier, le carton et les plastiques, et en particulier les profilés de grosses sections. Cet outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100" comporte en son centre un orifice 112 ;112' ;112" ;112w ;112' pour son montage sur un arbre d'entraînement en rotation (non représenté).

30 Il est bordé ici sur toute sa périphérie d'une denture de coupe qui permet de découper la matière à découper par arrachement. Cet outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100' présente un diamètre qui peut varier dans une gamme allant de 200 à 2200 mm.

2905617 6 L'outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100' représenté sur les figures 1, 3, 6, 8 et 10, comprend un disque support 110 ;110' ;110" ;110' ;110" et une pluralité de segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120"" rapportés sur la périphérie du disque support 110 ;110' ;110";110"'.

5 Les segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120' comprennent sur leur bord longitudinal extérieur une denture de coupe 120B ;120'B ;120"B ;120""B ;120"B. Avantageusement, le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110' est réalisé dans un acier dit acier de base choisi parmi les aciers alliés ou non alliés, 10 les aciers à outils pour travail à froid et les aciers à outils pour travail à chaud, et les segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120" ;120" portant la denture de coupe sont réalisés en acier à outils rapide. Les aciers à outils sont définis notamment au chapitre 3 de la norme EN ISO 4957 de décembre 1999.

15 Selon cette norme, les aciers à outils sont des aciers spéciaux qui conviennent au travail ou à la transformation des matériaux, à la manutention et au mesurage des pièces à façonner, et qui doivent pour cela présenter une dureté élevée et être résistants à l'usure et/ou tenaces. Les aciers à outils pour travail à froid alliés ou non alliés sont destinés aux applications dans lesquelles la 20 température de surface est généralement inférieure à 200 C et les aciers à outils pour travail à chaud sont des aciers alliés destinés aux applications dans lesquelles la température de surface est généralement supérieure à 200 C sans excéder 500 C mais les aciers à outils rapide sont supérieurs aux précédents du fait qu'ils possèdent, de par leur composition chimique, la dureté et la résistance 25 après trempe la plus élevée à haute température jusqu'à environ 600 C. Les aciers alliés ou non alliés sont définis dans la norme ISO 4948-1. Selon l'invention, le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110" peut être réalisé dans un acier bas de gamme comme un acier au chrome non allié, même en fer, car il ne participe pas à la coupe alors que les segments circulaire 30 120 ;120' ;120" ; 120"' ;120" portant la denture de coupe, forment les parties actives de coupe réalisées dans un acier noble, l'acier à outils rapide. Cela permet de baisser considérablement le coût de fabrication de l'outil coupant.

2905617 7 Selon une caractéristique avantageuse, on peut par exemple prévoir que ledit acier de base qui constitue le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110" présente une part en masse de l'ensemble des trois éléments suivants : tungstène, cobalt et molybdène, strictement inférieure à 5% et ledit acier à outils 5 rapide constituant les segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120" présente une part en masse de l'ensemble des trois éléments suivants : tungstène, cobalt et molybdène, supérieure ou égale à 5%. Le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110" peut être réalisé dans les aciers suivants : X75CR1, 80CRV2, et 50CV4.

10 En outre, l'acier à outils rapide qui constitue lesdits segments circulaires 120 ;120',120";120" ;120" peut être obtenu traditionnellement par coulage ou encore par frittage (méthode de la métallurgie des poudres). Avantageusement lorsqu'il est obtenu à partir de poudres frittées, l'acier à outils rapide utilisé présente une structure plus fine et donc une plus grande résistance à l'usure à 15 haute température. L'acier à outils rapide qui constitue lesdits segments circulaires 120 ;120' ;120";120"' ;120" présente avantageusement une part en masse de l'ensemble des trois éléments que sont le tungstène, le cobalt et le molybdène comprise entre 5 et 25%.

20 Parmi ces aciers rapides, on peut utiliser par exemple l'acier M2, M42, M35, mais encore des aciers rapides comme l'acier ABC3 et l'acier ASP2060 et M51. Selon une caractéristique essentielle de l'outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100', lesdits segments circulaires 25 120 ;120' ;120";120"' ;120" sont solidarisés par brasage, soudage ou collage au disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110'. Pour cela, le bord longitudinal intérieur 120A ;120'A ;120"A ;120"'A ;120""A de chaque segment circulaire 120 ;120' ;120" ;120" ;120" est soudé, brasé ou collé sur la tranche périphérique externe du disque support 110 ;110' ;110" ;110' ;110" selon une ligne S1 (voir 30 figure 11). Le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110" comprend en saillie sur sa tranche périphérique externe 113 ;113' ;113" une pluralité d'éléments mâles, ici des tenons 111 ;111' ;111" ;111"' ;111", répartis sur son pourtour, emboîtés ou engagés dans des éléments femelles, ici des encoches 2905617 8 121 ;121' ;121" ;121 w ;121"", prévues en correspondance sur un bord desdits segments circulaires 120 ;120' ;120";120"' ;120". La tranche périphérique externe du disque support 110 ;110' ;110";110"' ;110"' est lisse c'est-à-dire exempte de toute nervure et 5 porte ponctuellement en saillie lesdits tenons 111 ;111' ;111" ;111"' ;111 ". Les tenons 111 ;111' ;III" ;Ill"' ;111"" qui coopèrent avec les encoches 121 ;121' ;121" ;121' ;121"" permettent avantageusement de reprendre les efforts de cisaillement, orthoradiaux, subis par l'outil de coupe 100 ;100' ;100" ;100' ;100" lors de la coupe, ce qui préserve la liaison par 10 brasage, soudage ou collage intervenant entre le disque support et lesdits segments. Grâce à ce montage à coopération de formes entre les éléments mâles (tenons) et femelles (encoches) du disque support et des segments circulaires, on peut utiliser des segments circulaires dont l'épaisseur est plus fine que celle des 15 segments des lames circulaires à segments de l'état de la technique et qui n'ont pas subi d'étape de recuit (ce qui allège le procédé de fabrication). Bien entendu selon une variante de réalisation de l'invention non représentée, on peut prévoir que les tenons (plus généralement les éléments mâles) soient prévus sur le bord longitudinal intérieur des segments alors que les 20 encoches (plus généralement les éléments femelles) soient réparties sur le pourtour de la tranche périphérique externe du disque support. Cela ne change pas l'effet technique produit par la coopération des éléments mâles et femelles à savoir la reprise des efforts de cisaillement orthoradiaux subis par l'outil de coupe lors de la coupe, mais cela revient juste à inverser les moyens ponctuels de 25 coopération de forme entre les segments et le disque support. Préférentiellement, lesdits tenons 111 ;111' ;111 " , 111"' ;111"" viennent de formation avec le disque support 110 ;110' ;110";110"' ;111" pour former une pièce monobloc. Ici, le disque support 110 ;110' ;110";110"',110"" et ses tenons 30 111 ;111' ;Ill" ;III"' ;Ill" sont découpés dans une plaque d'acier. Un tel découpage peut être réalisé à l'aide d'un faisceau laser. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, chaque segment circulaire 120 comporte une demi-encoche 121A à chacune de ses deux extrémités. Plus particulièrement, chaque segment circulaire 120 comporte une 2905617 9 demi-encoche 121A prévue à la jonction de son bord longitudinal intérieur 120A (destiné à s'appliquer contre la tranche du disque support) et de chacun de ses bords latéraux d'extrémité 122 (voir figure 2). Chaque encoche 121 recevant un tenon 111 est alors formée par la réunion ou l'association de deux demi-encoches 5 121A de segments circulaires 120 juxtaposés (voir figure 1). Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 3 à 11, chaque segment circulaire 120' ;120" ;120' ;120' comporte une encoche 121' ;121" ;121' ;121" 'placée dans une partie médiane de son bord longitudinal intérieur 120'A ;120"A ;120"'A ;120""A solidarisé audit disque support 10 110' ;110";110"' ;110". Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5, 8, 9, 10 et 11 les tenons 111' ;111"' ;111 " et les encoches 121' ;121 w ;121" associés présentent une forme sensiblement rectangulaire. Cette forme sensiblement rectangulaire des tenons et des encoches est particulièrement avantageuse car 15 elle est simple ce qui permet de monter facilement les segments circulaires sur le disque support en amenant chacun des segments en regard de la tranche du disque support suivant une direction d'assemblage radiale (c'est-à-dire en déplaçant chacun des segments suivant la direction d'un rayon du disque support).

20 Un tel montage des segments circulaires suivant la direction radiale du disque support est encore plus facilité par les formes complémentaires des tenons Ill"' ;Ill" et des encoches 121"' ;121 " de l'outil coupant 100" ;100" représenté sur les figures 8 et 9 ainsi que 10 et 11. En effet, ici, le dos des tenons Ill"' ;111 " et le fond des encoches 121"' ;121" associés suivent une orientation 25 non pas parallèle mais légèrement inclinée par rapport au bord du disque support 110"' ;110"'. Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1, 2, 6 et 7, les tenons 111 ;111" et les encoches 121 ;121" associés présentent une forme en queue d'aronde. La forme en queue d'aronde plus complexe impose de monter les 30 segments circulaires sur le disque support par une des faces avant ou arrière du disque en déplaçant chaque segment circulaire selon une direction d'assemblage axiale (c'est-à-dire une direction parallèle à l'axe de rotation du disque support). Préférentiellement, comme le montrent plus particulièrement les figures 3, 4, 6, 8, 9, 10 et 11, les bords latéraux d'extrémité 122' des segments circulaires 2905617 10 120' ;120" ;120"' ;120"" juxtaposés de l'outil coupant circulaire 100' ;100" ;100"' ;100" sont placés à distance l'un de l'autre de manière à former une fente 130',114' ;130",114" ;130"',114" ;130'114' qui est prolongée dans le disque support 110' ;110" ;110"' ;110" (voir figures 4, 6,9 et 11).

5 Les fentes 130',114' ;130",114";130"',114"' ;130"",114"" permettent d'encaisser les écarts de dilatation des matières hétérogènes constituant ledit outil coupant circulaire (segments circulaires en acier à outils rapide et disque support en acier de base). Elles permettent également de former une barrière à la propagation de la chaleur d'un segment circulaire à l'autre lors de l'étape de 10 brasage ou de soudage à chaud (la température avoisine les 800 C) qui est réalisée sur toute la longueur du bord longitudinal intérieur de chaque segment circulaire. Cela est particulièrement avantageux car on évite ainsi que le brasage ou le soudage à chaud de chaque segment circulaire sur le disque support ne provoque le détrempage et donc la fragilisation du segment circulaire suivant en 15 position sur le disque support. Comme le montre plus particulièrement les figures 4, 6, 9 et 11 préférentiellement, le fond 115' ;115" ;115"' ;115"' de chaque fente 114';114";114";114' prévue dans le disque support 110';110";110"';110' forme une ouverture circulaire.

20 Ainsi, avantageusement, chaque ouverture circulaire du disque support 110' ;110" ;110"' ;110" localise la déformation dans une zone saine du disque support 110' ;110" ;110w ;110"', c'est-à-dire dans une zone qui n'est pas affectée thermiquement du fait du brasage ou du soudage des segments circulaires sur le disque.

25 En outre, avantageusement, les fentes 130',114' ;130",114" ;130"',114"' ;130"",114" forment des réserves de liquide de refroidissement qui permettent d'apporter ce liquide dans la coupe. Comme le montre plus particulièrement la figure 4, les arêtes 122'A desdits bords latéraux d'extrémité 122' des segments circulaires 120' sont 30 chanfreinées. Ces chanfreins 122'A permettent de faciliter la remise en ligne de chaque segment circulaire à l'intérieur de la coupe réalisée en cas de légère déviation dudit segment circulaire par rapport au segment circulaire juxtaposé déjà engagé dans la coupe.

2905617 11 Selon les exemples représentés sur les figures 3, 4 et 6, lesdites fentes 130',114' ; 130",114" séparant les segments circulaires juxtaposés s'étendent selon des rayons du disque support. Selon la variante de réalisation représentée sur les figures 8 et 9, 5 lesdites fentes 130"',114"' séparant les segments circulaires 120"' juxtaposés s'étendent selon une direction inclinée I par rapport à la direction radiale R du disque support 110". Préférentiellement l'angle Al d'inclinaison des fentes 130"',114"' par rapport aux rayons R du disque support 110" est de l'ordre de 15 . L'inclinaison I des fentes par rapport aux rayons du disque support 10 permet, avantageusement, d'assurer l'engagement des segments circulaires dans la coupe réalisée. En effet, grâce à cette inclinaison, les zones 120"'C et 120"'D de deux segments circulaires 120" qui se suivent, situées de part et d'autre de la fente 130"' inclinée, sont toujours engagées simultanément dans la coupe réalisée. L'engagement de ladite zone 120"'D du segment circulaire 120"' suivant, 15 simultanément à l'engagement du segment circulaire précédent 120w, force celui-ci à entrer dans la coupe même si il est légèrement dévié par rapport au segment précédent.En outre, avantageusement, comme cela sera expliqué plus en détail en référence au mode de réalisation des figures 10 et 11, l'inclinaison des fentes 130" est réalisée de telle manière qu'elle suit la ligne d'affûtage des dents de la 20 denture 120"'B de l'outil. Ainsi, tout au long de la durée de vie de l'outil, malgré les affûtages successifs des dents de sa denture 120"'B, la position de chaque fente 130" séparant deux segment circulaires 120' adjacents, reste constante par rapport à l'arête de coupe desdits segments. Selon le mode de réalisation de l'outil coupant représenté sur les figures 25 10 et 11, chaque fente 130",114" séparant deux segments circulaires 120" adjacents s'étend suivant une ligne formant un décrochement avec deux parties d'extrémité 130""A,130""C et une partie centrale 130""B transversale établissant la jonction entre les deux parties d'extrémité 130""A,130""C. Ici, ladite partie centrale 130"B de chaque fente 130" se raccorde aux 30 deux parties d'extrémité 130""A,130""C par des coudes aux courbures inversées. En outre, ladite partie centrale 130"B de chaque fente 130" s'étend sur une portion de cercle C concentrique au bord périphérique du disque support 110". Tout comme dans le mode de réalisation des figures 8 et 9, au moins la partie d'extrémité 130""A de chaque fente 130' débouchant sur la denture 2905617 12 120"B de l'outil, s'étend selon une direction I inclinée par rapport à la direction radiale R du disque support 110". Ici les deux parties d'extrémité 130""A, 130""C de chaque fente 130"" sont parallèles et inclinées par rapport à la direction radiale R du disque support 110". L'angle d'inclinaison Al est de l'ordre de 15 .

5 L'inclinaison I de la partie d'extrémité 130""A débouchante des fentes 130" par rapport aux rayons R du disque support permet, avantageusement, d'assurer l'engagement des segments circulaires dans la coupe réalisée. En effet, grâce à cette inclinaison, les zones 120""C et 120""D de deux segments circulaires 120"" qui se suivent, situées de part et d'autre de cette partie 10 d'extrémité 130""A inclinée de la fente 130"", sont toujours engagées simultanément dans la coupe réalisée. L'engagement de ladite zone 120""D du segment circulaire 120"" suivant, simultanément à l'engagement du segment circulaire précédent 120", force celui-ci à entrer dans la coupe même si il est légèrement dévié par rapport au segment précédent. En outre, avantageusement, 15 l'inclinaison I des parties d'extrémités 130""A des fentes 130"" est réalisée de telle manière qu'elle suit la ligne d'affûtage F des dents de la denture 120""B de l'outil. Ainsi, tout au long de la durée de vie de l'outil, malgré les affûtages successifs des dents de sa denture 120""B, la position de chaque fente 130" séparant deux segment circulaires 120" adjacents, reste constante par rapport à 20 l'arête de coupe desdits segments. Avantageusement, selon ce mode de réalisation, les segments circulaires 120"" sont deux à deux liés entre eux. La liaison S2 entre deux segments circulaires 120" est réalisée par brasage, par soudage ou par collage de manière concentrique à une partie de ladite fente 130ù séparant lesdits 25 segments. Plus particulièrement, ladite partie de chaque fente 130" entourée par ladite liaison S2 est ladite partie centrale 130""B de la fente 130"" s'étendant suivant une portion de cercle C. Cette liaison inter-segments permet d'éviter aux segments circulaires 120" de se désaligner et de perturber les performances de coupe de l'outil.

30 Avantageusement, le procédé de fabrication de l'outil coupant circulaire 100 ; 100' ;100";100"' ;100" consiste à découper dans des plaques d'acier traitées thermiquement des segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120' comprenant sur un bord intérieur longitudinal au moins une encoche 121' ;121" ;121"' ;121" ou une demi-encoche 121A, à découper dans une plaque 2905617 13 d'acier un disque support 110 ;110' ;110" ;110"' ;110' avec en saillie sur son pourtour des tenons 111 ;111' ;111" ;111"' ;111", à rapporter lesdits segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120' sur le pourtour du disque support 110 ;110' ;110" ;110"' ;110"" de manière quelesdits tenons 5 111 ;111' ;Ill" ;Ill"' Ill" du disque s'engagent dans lesdites encoches 121 ;121' ;121" ,121"' ;121' des segments, et à solidariser par brasage, soudage ou collage lesdits segments circulaires au disque support. Avantageusement, selon ce procédé, on utilise des segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120" dont l'épaisseur est supérieure à l'épaisseur du 10 disque support 110 ;110' ;110" ;110"' ;110"' de sorte que lesdits segments circulaires 120 ;120' ;120" ;120"' ;120' rapportés sur le disque support 110 ;110' ;110" ;110"' ;110" font saillies des deux faces opposées avant et arrière du disque de base (voir figure 4). Le découpage des segments circulaires et du disque support peut être 15 réalisé au moyen d'un faisceau laser. Avant de rapporter les segments circulaires 120' ;120" ;120"' ;120" sur le disque support 110' ;110" ;110"' ;110", on chanfreine les arêtes 122'A des bords latéraux d'extrémité 122' desdits segments. Le brasage des segments circulaires sur le disque support est réalisé à 20 environ 800 C. Le soudage est avantageusement un soudage au laser. Selon le procédé, on peut également solidariser les segments circulaires 120" entre eux. Cette liaison est également réalisée par brasage, soudage ou collage de manière concentrique à une partie de la fente séparant deux segments adjacents. Dans le cas représenté sur les figures 10 et 11, la liaison intersegments est réalisée autour de la partie centrale 130""B de chaque fente 130' qui s'étend suivant une portion de cercle C concentrique au bord périphérique circulaire du disque support 110". Selon le procédé, après avoir brasé, soudé ou collé lesdits segments circulaire 120 ;120' ;120" ;120"' ;120"" sur le disque support 30 110 ;110' ;110" ;110"' ;110"", on rectifie les dentures de coupe 120B ;120'B ;120"B ;120"'B ;120""B des segments pour former sur celles-ci des dépouilles latérales orientées du côté des faces opposées avant et arrière du disque support et éventuellement des dépouilles radiales orientées sensiblement perpendiculairement aux faces opposées avant et arrière du disque support.

2905617 14 La caractéristique selon laquelle les dentures de coupe 120B ;120'B ;120"B ;120'"B ;120""B des segments sont taillées sur toutes leurs faces permet d'augmenter les performances de coupe de l'outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100". Le gain de performance peut être estimé à 20% et 5 provient essentiellement du fait que le frottement des dentures ainsi taillées sur la matière à découper est amoindri et de ce fait les arêtes de coupe de ces dentures s'échauffent moins. En effet, l'échauffement est un facteur principal d'effondrement des arêtes de coupe de la partie active de coupe réalisée en acier à outils rapide. En outre, avantageusement, après leur rectification, on réalise sur 10 les dentures de coupe des segments circulaires un traitement de surface. En particulier le traitement de surface peut consister à appliquer un revêtement par dépôt vapeur sous vide qui améliore les propriétés de glissement de l'outil, sa dureté superficielle et qui fait barrière thermique augmentant également la résistance des arêtes de coupe.

15 Le nombre et les caractéristiques des traitements thermiques des segments circulaires et du disque support dépendent des aciers utilisés. Ils peuvent être réalisés en four, sous vide, au tapis, par flamme, par induction ou à l'aide d'un laser. Généralement, on réalise tout d'abord une trempe puis entre un et trois revenus.

20 Selon le procédé, il est prévu également une étape de finition (marquage et emballage) de l'outil coupant circulaire 100 ;100' ;100";100"' ;100" qui dépend de la gamme de produit et des besoins de l'utilisateur. Le principal avantage de l'outil de coupe circulaire 100 ; 100' ;100";100"' ;100" est qu'il présente un prix de revient relativement bas. En 25 outre sa conception offre de larges possibilités dans la réalisation de l'outil coupant circulaire comme la réalisation des fentes de circulation d'un fluide de refroidissement ou comme le redressage des dents de la denture etc. Enfin du fait de l'utilisation des segments en acier à outils rapide on peut obtenir des arêtes de coupe revêtues (par traitement de surface des seuls segments) pour des grands 30 diamètres d'outils coupant (diamètre égal à 2200 mm) ce qui confère à l'outil coupant de grandes performances pour couper certains produits complexes comme des profilés à grosses sections.

Claims (27)

REVENDICATIONS

1. Outil coupant circulaire (100 ;100' ;100";100"' ;100"") qui comprend un disque support (110 ;110' ;110" ;110"' ;110') et une pluralité de segments circulaires (120 ;120' ;120" ;120"' ;120"") pourvus d'une denture de coupe, rapportés sur la périphérie du disque support (110 ; 110' ;110";110"' ;110""), caractérisé en ce que lesdits segments circulaires sont solidarisés par brasage, soudage ou collage au disque support (110 ;110' ;110";110"' ;110"") et en ce qu'il est prévu localement sur le disque support (110 ;110' ;110";110"' ;110") et sur lesdits segments (120 ;120' ;120" ;120"' ;120'w) des éléments mâles (111 ;111' ;111" ;111"' ;111") et femelles (121 ;121' ;121";121"' ;121") emboîtés les uns dans les autres pour reprendre des efforts de cisaillement orthoradiaux subis par l'outil de coupe.

2. Outil coupant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments mâles sont des tenons (111';111"' ;111"") et les éléments femelles (121121' ;121"") sont des encoches présentant une forme sensiblement rectangulaire.

3. Outil coupant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dos des tenons (111 "' ;111 ") et le fond des encoches (121"' :12l"") associés suivent une orientation inclinée par rapport au bord du disque support (110"' ;110").

4. Outil coupant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments mâles sont des tenons (111 ;111") et les éléments femelles (121 ;121") sont des encoches présentant une forme sensiblement en queue d'aronde.

5. Outil coupant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque segment circulaire (120' ;120";120"' ;120") comporte un desdits éléments mâles ou femelles placé dans une partie médiane de son bord solidarisé audit disque support (110' ;110";110"' ;110").

6. Outil coupant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque segment circulaire comporte un desdits éléments mâles ou femelles placé à chacune de ses deux extrémités.

7. Outil coupant selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque segment circulaire (120) comporte une demi-encoche (121A) à chacune de ses deux extrémités, la réunion de deux demi-encoches (121A) de segments 2905617 16 circulaires (120) juxtaposés formant une encoche (121) recevant un tenon (111) prévu en saillie de la tranche (113) du disque support (110).

8. Outil coupant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque support (110 ; 110' ;110";110"' ;110") comprend en saillie sur 5 sa tranche (113 ;113' ;113") une pluralité de tenons répartis sur son pourtour, engagés dans des encoches (121 ;121' ;121" ;121" ;121"") prévues en correspondance sur un bord desdits segments circulaires.

9. Outil coupant selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits tenons (111 ;111' ;111";111"' ;Ill") viennent de formation avec le disque 10 support (110 ;110' ;110";110"' ;110"") pour former une pièce monobloc.

10. Outil coupant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bords latéraux d'extrémité (122') des segments circulaires (120') juxtaposés sont placés à distance l'un de l'autre de manière à former une fente (130') qui est prolongée dans le disque support (110'). 15

11. Outil coupant selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fond (115' ;115" ;115' ;115"") de chaque fente (114' ;114" ;114' ;114") prévue dans le disque support (110' ;110";110"' ;110") forme une ouverture circulaire.

12. Outil coupant selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les arêtes (122'A) desdits bords latéraux d'extrémité (122') des segments 20 circulaires (120') sont chanfreinées.

13. Outil coupant selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que lesdites fentes (130',114' ;130",114") séparant les segments circulaires (120' ;120") juxtaposés s'étendent selon des rayons du disque support.

14. Outil coupant selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce 25 que lesdites fentes (130",114"' ;130"",114"") séparant les segments circulaires (120"' ;120") juxtaposés s'étendent selon une direction inclinée par rapport à la direction radiale (R) du disque support (110'1 10").

15. Outil coupant selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'inclinaison desdites fentes (130"',114"') est de l'ordre de 15 par rapport aux 30 rayons (R) du disque support (110"').

16. Outil coupant selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que chaque fente (130",114' ) séparant deux segments circulaires (120") adjacents s'étend suivant une ligne formant un décrochement avec deux parties 2905617 17 d'extrémité (130""A,130""C) et une partie centrale (130""B) transversale établissant la jonction entre les deux parties d'extrémité (130""A,130""C).

17. Outil coupant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie centrale (130""B) de chaque fente (130"") se raccorde aux deux 5 parties d'extrémité (130""A,130""C) par des coudes aux courbures inversées.

18. Outil coupant selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie centrale (130'B) de chaque fente (130"") s'étend sur une portion de cercle concentrique au bord périphérique du disque support (110"). 10

19. Outil coupant selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au rnoins une des parties d'extrémité (130""A,130""C) de chaque fente qui débouche sur la denture (120""B) de l'outil, s'étend selon une direction inclinée (I) par rapport à la direction radiale (R) du disque support (110"). 15

20. Outil coupant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux parties d'extrémité (130""A,130""C) de chaque fente (130"") sont parallèles et inclinées par rapport aux rayons du disque support (110").

21. Outil coupant selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inclinaison de chaque partie d'extrémité (130""A,130""C) 20 de chaque fente (130"') est de l'ordre de 15 par rapport aux rayons (R) du disque support (110").

22. Outil coupant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les segments circulaires (120") sont deux à deux liés entre eux.

23. Outil coupant selon la revendication précédente et l'une des 25 revendications 10 à 21, caractérisé en ce que la liaison (S2) entre deux segments circulaires (120"") est réalisée par brasage, par soudage ou par collage de manière concentrique à une partie de ladite fente (130') séparant lesdits segments.

24. Outil coupant selon les revendications 23 et 18, caractérisé en ce que 30 ladite partie de chaque fente (130") entourée par ladite liaison est ladite partie centrale (130""B) de la fente s'étendant suivant une portion de cercle.

25. Outil coupant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque support (110 ;110' ;110";110"') est réalisé dans un acier de base choisi parmi les aciers alliés ou non alliés, les aciers à outils pour travail à 2905617 18 froid et les aciers à outils pour travail à chaud et les segments circulaires (120 ;120' ;120";120"') sont réalisés en acier à outils rapide qui, par rapport aux aciers alliés ou non alliés, aux aciers à outils pour travail à froid et aux aciers à outils pour travail à chaud, présente une dureté et une résistance après trempe 5 plus élevées à haute température jusqu'à environ 600 C.

26. Outil coupant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les segments circulaires (120 ;120' ;120";120"') sont réalisés dans un acier à outils rapide choisi parmi les aciers ABC3, M2, M35, M42, ASP2060 et M51.

27. Procédé de fabrication d'un outil coupant circulaire selon l'une des 10 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on découpe dans des plaques d'acier traitées thermiquement des segments circulaires (120 ;120' ;120";120"' ;120"") comprenant sur un bord intérieur longitudinal au moins un élément mâle ou femelle, on découpe dans une plaque d'acier un disque support (110 ;110' ;110";1110"' ;110") avec sur son pourtour des éléments mâles 15 ou femelles, on rapporte sur le pourtour du disque support (110 ;110' ;110";110"' ;110') lesdits segments circulaires (120 ;120' ;120";120"' ;120") de manière que lesdits éléments mâles ou femelles s'engagent les uns dans les autres, et on solidarise par brasage, soudage ou collage lesdits segments circulaires (120 ;120' ;120" ;120' ;120') au disque 20 support (110 ;110' ;110";110"' ;110").