BE453607A

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Publication number: BE453607A
Authority: BE
Priority date: 1943-11-10
Also published as: FR903459A

Description

pour : "Perfectionnements aux outils de coupe détachant un copeau." (Invention de Monsieur Etienne A.J. PATKAY).

La présente invention est relative aux outils de

coupe utilisés dans l'usinage des métaux et d'autres matières,

et concerne spécifiquement cette partie de l'outil qui procède

au détachage et à l'enroulement du copeau, partie que l'on dé- signera ci-après dans son ensemble par l'expression "taillant".

tière donnée, un angle de coupe optimum, c'est-à-dire un angle 'pour lequel la résistance de coupe et avec elle l'énergie consommée pour un usinage, donné deviennent un minimum. Cet angle permet en conséquence l'emploi d'une avance et souvent aussi

d'une vitesse de coupe supérieure. Or, la valeur de cet angle

est généralement trop faible pour que le taillant de l'outil puisse résister. Il en résulte qu'on est obligé en pratique d'utiliser un angle de coupe notablement supérieur à l'angle optimum et, par conséquent, de consentir un sacrifice important sur la rapidité de l'usinage et sur l'énergie consommée

par l'usinage.

D'autre part, certaines matières, en particulier certains aciers spéciaux et des alliages légers, s'avèrent

mum mais alors le problème est de rendre le taillant suffisamment résistant.

La présente invention vise à la réalisation d'un taillant d'outil capable de travailler sous l'angle de coupe optimum tout en ayant une résistance élevée à la rupture et

à l'émoussement du tranchant.

Or, certains auteurs ont par ailleurs signalé qu'il

se formait en avant du tranchant de l'outil, aux dépens de la matière usinée, une sorte de coin microscopique très dur qui adhère au tranchant de l'outil. La forme de ce coin à été unanimement considérée jusqu'ici comme une cause de perturbations dans le processus de coupe.

Or, des investigations microscopiques minutieuses

et personnelles à la demanderesse entreprises sur des copeaux naissants captés à la vitesse de coupe lui ont permis de constater que le coin adhérant au tranchant s'en détache au bout d'un certain temps pour suivre le copeau et qu'un autre coin commence à se former immédiatement; qu'en outre, suivant la loi naturelle générale de moindre résistance, l'angle de ce coin est égal l'angle de coupe optimum pour la matière con-

enfin ce coin protège le point extrême du taillant contre le frottement du copeau naissant et allonge de ce fait la durée de vie de l'outil. Il a en outre été constaté que la largeur du tranchant aggloméré reste toujours minime et est fonction de l'avance par tour. L'invention de la demanderesse vise par suite à constituer des outils capables de permettre de profiter à plein des avantages procurés par la formation de ce coin, ce que ne permettent pas les outils connus jusqu*ici. Ce coin sera désigné ci-après par l'expression "tranchant aggloméré".

A cet effet, et ceci constitue la caractéristique principale d'un taillant d'outil plasticodynamique suivant l'invention, le front du taillant est conformé de façon à se raccorder sensiblement tangentiellemeht au front du tranchant aggloméré, autrement dit les dimensions du tranchant aggloméré étant fonction de l'avance par tourj, l'angle entre la partie du front du taillant immédiatement adjacente au fil du tranchant et la face de dépouille est supérieur à l'angle de coupe optimum, diminué de l'angle de dépouille sous lequel le tail-

avance par tour, et la partie suivante du front du taillant est, au moins au point de jonction avec la facette, inclinée sur la face de dépouille suivant l'angle de coupe optimum diminué du dit angle de dépouille.

Il résulte de cette forme donnée au taillant, outre la résistance qu'elle lui confère, que le copeau formé par le taillant aggloméré glisse tangentiellement à la surface du front du taillant tandis qu'avec les outils connus il rencontre sous un angle important le front du taillant, ce qui produit une résistance considérable à l'avancement. C'est cette résistance qui disparaît avec le taillant suivant l'invention, ce qui permet une augmentation importante de la vitesse d'avance et une diminution de l'énergie consommée. La diminution de l'énergie consommée est le résultat de la diminution du frottement entre copeau et surface frontale de l'outil d'une part et de la diminution de réchauffement et de la déformation intérieure du copeau naissant d'autre part.

En section droite, le front du taillant peut être rectiligne mais alors le copeau ne s'enroulerait plus et le taillant resterait fragile. Il est donc important qu'en combinaison avec la caractéristique précitée, le taillant ait,

en arrière de la facette, un front qui comporte une partie incurvée concave vers l'extérieur, de préférence constituée

par une portion de surface cylindrique, tangente au plan passant par l'arête arrière de la facette et inclinée sur la face de dépouille suivant l'angle de coupe optimum diminué de l'angle de dépouille, la ligne de tangence étant de préférence confondue avec la dite arête de la facette. Cette forme curviligne donnée au front du taillant amorce l'enroulement du copeau en ne requérant à cet effet qu'un effort minime et augmente rapidement la section du taillant et par conséquent sa solidité.

La courbure de cette partie curviligne est choisie de façon

que le copeau s'en détache rapidement sans cependant que la déviation que l'on impose au copeau formé par le tranchant nécessite un effort trop intense; cette courbure est ainsi liée

à l'épaisseur du copeau, donc à l'avance par tour.

Cette partie curviligne du front du taillant n'a

rien de commun avec les gorges qu'on ménage parfois dans les fronts des taillants pour briser le copeau. Ces dernières gorges ne sont, en effet, pas établies pour venir tangentielle-ment en contact avec le copeau et celui-ci ne les rencontre pas en leur point le plus voisin du tranchant pour s'en éloigner rapidement ensuite mais bien en un point déjà éloigné de la naissance de la gorge.

La largeur de la facette variant avec l'avance par tour, les outils suivant l'invention présenteront donc des taillants différents pour des avances par tour différentes. Ltordre de grandeur de la largeur de la dite facette est de

optimum sera presque microscopique; le rayon de la partie curviligne sera, dans ce même cas, de 2 à 0,8 mm.

l'ébauche et pour.la finition sera nécessaire, on donnera de préférence à l'angle de la partie du taillant qui forme le tranchant une valeur voisine de celle couramment admise.

En vue de faciliter l'affûtage en service courant dtun taillant suivant l'invention, ce dernier est de préférence constitué à la manière des taillants à profil constant

Le dessin ci-joint illustre l'exposé ci-dessus.

Les figs. 1 à 4 sont des reproductions schématiques de microphotographies à un grossissement de 50 et montrent le processus de formation d'un copeau ;

les figs. 5 et 6 sont, fortement grossies, des coupes de taillants d'outils perpendiculairement au tranchant.

sous l'angle de dépouille y pénètre dans la matière à usiner

2; un gonflement 3 se produit devant le taillant par suite du glissement de la matière refoulée dont on a représenté en 4 les lignes de glissement; la ligne 5 indique la limite de déformation. A la fig. 2, le copeau 6 a remonté le long du front 7 du taillant et un dépôt de particules s'est produit juste audessus du tranchant, commençant à former le tranchant aggloméré 8 qui adhère au front; ce tranchant a la forme générale d'un

lui qui coupe et sa dureté qui provient de l'écrouissement des particules est de l'ordre de celle de l'outil. Il se trouve en croissance 'continue et à un moment donné son épaisseur e

til; il se détache alors et suit le copeau (fig. 3) avec lequel il stéloigne (fig. 4) tandis qu'un nouveau dépôt se forme et le cycle recommence. La largeur 1 du taillant aggloméré est variable et croît avec l'avance par tour; elle est sensiblement égale à une fois 1/2 cette avance. La durée du cycle est fonction de la vitesse de coupe. Son ordre de grandeur est de 1/10 à une seconde. La durée de la période pendant laquelle le front du taillant coupe "nu" est excessivement courte. Pendant tout le reste du temps le copeau 6 ne vient en contact avec le front de l'outil que dans la zone!. - a (figs. 2 à 4) où se produit un frottement intense; de ce contact résulte l'incurvation du

processus de l'écoulement d'un fluide le long des parois d'un corps solide. En effet, à la température de coupe, la plasticité de la matière augmente et la matière se comporte comme un fluide.

Pour tirer pleinement parti des phénomènes ci-dessus, l'invention vise à donner à l'outil une forme "plastico dyna-

Claims

mique" carénée. L'invention comporte l'inclinaison de front de l'outil suivant le même angle de coupe " que le tranchant aggloméré à partir du point P correspondant à la largeur constatée 1 du tranchant aggloméré pour une avance déterminée (fig. 5), la partie du front entre ce point P et le tranchant <EMI ID=12.1>

que cette partie-là n'est qu'à de très courts instants en contact direct avec la matière; il se trouve ainsi formé une facette 12 immédiatement en arrière du tranchant. La valeur don-

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se trouve ainsi grandement renforcé cependant que le copeau formé par le tranchant aggloméré glisse devant le front du taillant sans le rencontrer.

Avec cette forme, le taillant coupe dans des conditions grandement améliorées mais se trouve quelque peu affaibli vis à vis de ceux des outils usuels d'angle plus grand. En outre, le copeau a tendance à s'enrouler en spires de très grand rayon, mettant en danger l'ouvrier qui dessert la machine.

La forme représentée à la fig. 6 remédie à ces deux inconvénients. Dans celle-ci seule la partie du front immédiatement adjacente au point P a l'inclinaison * du tranchant aggloméré; le front s'incurve ensuite progressivement en formant une concavité 13 vers l'extérieur. Le copeau attaque donc tangentiellement cette partie incurvée du front et est forcé progressivement à s'enrouler en spires de petit rayon. L'expérience montre qu'il n'en résulte qu'un frottement pratiquement négligeable. Il est en outre nettement visible sur la f ig. 6 que le taillant se trouve ainsi fortement renforcé vis à vis de celui de la fig. 5. En pratique, cette concavité 13 est avantageusement constituée par une portion de surface cylindrique obtenue par une meule.

Le rayon de ce cylindre peut varier dans certaines limites en fonction de l'épaisseur du copeau; ce qui est essentiel, c'est d'obtenir au point P l'angle o< désiré. D'autre part, dans l'exemple représenté, on a donné à

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tant au taillant d'avoir encore un bon effet de coupe quand on l'emploie avec une très faible avance par tour telle que le tranchant aggloméré n'a qu'une hauteur très inférieure à celle de la facette et se trouve ainsi dépourvu d'effet utile, laissant alors à la facette la charge de couper. Dans l'exemple représenté, la hauteur de la facette est de 6/10 mm., le rayon de la surface cylindrique de la concavité 13 est de 6 mm.,

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L'invention s'applique bien entendu aux taillants de tous les outils coupants à tranchant unique ou à tranchants multiples, capables de détacher un copeau, qu'ils soient massifs ou à pastille rapportée.

REVENDICATIONS

1.- Outil coupant ou pastille pour outil, à tranchant unique ou à tranchants multiples, détachant un copeau, caractérisé en ce que le front du taillant est conformé de façon à se raccorder sensiblement tangentiellement au front du tranchant aggloméré formant ainsi un taillant "plasticodynamique", autrement dit les dimensions du tranchant aggloméré étant fonction de l'avance par tour, l'angle entre la partie du front du taillant immédiatement adjacente au fil du tranchant et la face de dépouille est supérieur à l'angle de coupe optimum, diminué de l'angle de dépouille sous lequel le taillant doit être utilisé, et peut même aller jusqu'à 90[deg.], formant ainsi une facette dont la largeur est une fonction de l'avance par tour, et la partie suivante du front du taillant est, au moins au point de jonction avec la facette,

inclinée sur la face de dépouille suivant l'angle de coupe optimum diminué du dit angle de dépouille.

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ractérisé en ce que le taillant présente, en arrière de la facette, un front qui comporte une partie incurvée concave vers 1?extérieur, de préférence constituée par une portion de surface cylindrique, tangente au plan passant par l'arête arrière

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angle de coupe optimum diminué de l'angle de dépouille, la ligne de tangence étant de préférence confondue avec la dite a-

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ou 2 caractérisé en ce que ltangle de la facette avec la face de dépouille a une valeur voisine de celle couramment admise dans les outils usuels, ce qui lui permet d'avoir un effet de coupe pour les avances très inférieures à celle pour laquelle la facette est établie.

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revendications 1.-3 caractérisé en ce que le taillant est constitué à la manière des taillants à profil constant affûtables par meulage en bout.

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unique ou à tranchants multiples, détachant un copeau, à taillant plasticodynamique en substance comme décrits et représentés au dessin annexé.