<Desc/Clms Page number 1>
"OUTIL DE COUPE, PROCEDE POUR SON UTILISATION ET MACHINES
POURVUES DE CET OUTIL".
La présente invention est relative à un outil de coupe, à un procédé pour son utilisation et à des machines pourvues de cet outil et destinées à trancher ou à usiner des matières fibreuses, organiques, animales et végétales, des matières synthétiques tendres dites plastiques et des métaux légers et concerne spécifiquement cette partie de l'outil qui procède au détachage et à l'enroulement du oopeau (en cas d'usinage) ou à la séparation d'une portion de la matière en cas de coupe proprement dite.
Des investigations minutieuses entreprises sur des matières précitées (par exemple : bois, cheveux humains, matières fibreuses comprimées, matières plasti ques, résines, etc...) et des prises de vue microscopiques captées à des vitesses de coupe diverses, ont permis de constater qu'il existe pour chacune des matières précitées un angle de coupe
<Desc/Clms Page number 2>
optimum, c'est-à-dire un angle pour lequel 1a résistance de coupe et avec elle l'énergie consommée pour un usinage donné deviennent un minimum. Cet angle permet, en consé- quance, uns vitesse de coupe supérieure et l'utilisation de machines plus légères etmoins coûteuses.
Mais ce qui est encore plus important dans beaucoup de cas, c'est que l'effort de coupe devenant très petit - 1e degré de défor- mation de la structure de la matière à la surface usinée devient très petitpermettant d'obtenir une surface plus belle et plus propre réduisant ainsi les opérations de finition supplémentaires. De même, en cas d'application au rasoir pour la barbe ou les cheveux, la traction exercée sur la racine du poil logée dans l'épiderme diminue consi-
EMI2.1
dérablement et permet d'effectuer l'opération sans la molin- dre irritation de la peau.
Cet angle de coupe optimum, est très petit et ;,roche de cinq degrés pour les matières animales et varie entre et 20 pour les matières fibreuses végétales. On le ci.{;:si-
EMI2.2
gnera par la suite par l'expression mic?o-ûn.le.
Aucune forme d'outil connue jusqu'à ce jour ne permet la réalisation d'un angle aussi petit. Les causes en sont des défauts dans :
EMI2.3
1- la forme géométrique et la position de la c-'lrîaC8 de dépouille par rapport à 1a surface de coupe,
EMI2.4
. :- 13. forme géométrique ;t !.Ci position du front de 1. '01:,1-/5 .!- par rapport a 1 surface de coupe, 5- l'anpie et l'épaisseur du i.n0 ;1;: '1] fO-1jl détermines '.'a' 1- ' '.J' et nécessaire la création d'un ''1 taillant 1.::..:..r' n. -, ,g= c. 11E:CS;Js:;.)¯ce erC:'::"ulO.!.1 d'un vQ.J- (,.!..L de résistance suffisante.
La prÓs8t invention CO'1;:'¯"l dans la 61¯1faticn d'un taillant d'outil capable de travailler sous l'angle de coupe optimum proche de cinq degrés d'une part, ou variant entre et environ 20 d'autre part, tout en ayant
<Desc/Clms Page number 3>
une résistance élevée à la rupture et à l'émonssement du taillant.
A cet effet, et ceci constitue la caractéristique prin- cipale d'un taillant d'outil à micro-angle suivant l'inven- tion, le front ci:? taillant et la surface de dépouille sont conformés de façon à se raccorder presque tangentiellement @ l'un à l'autre à leur ligne d'intersection constitués -par le fil du taillant. Il en résulte un bec d'outil convexe-con- cave par rapport à la surface de coupe et, par conséquent, concave-convexe par rapport au copeau.
Le fil du taillant forme presque la ligne de tangence de la surface de dépouille de l'outil et de la surface du front de l'outil.
Lors de l'emploi de cet outil, l'angle de coupe peut être rendu très petit. Il peut n'être que de peu supérieur à 0 quand il concerne un rasoir et varie entre 5 et 20 quand l'outil est destiné à usiner des matières fibreuses ou plastiques ou des métaux légers.
En diminuant l'angle de dépouille, on a donc la possi- bilité de diminuer l'angle de coupe à volonté.
De cette forme donnée au taillant, il résulte que celui- ci ne rencontre qu'une très petite résistance lors de sa péné- tration dans la matière, le copeau formé ou la matière dé- tachée par le taillant glissant tangentiellement à la surface du front du taillant, tandis qu'avec les outils connus ils rencontrent sous un angle important le front du taillant en produisant une résistance considérable à l'avancement.
Cette résistance disparaît avec le taillant suivant l'invention, permettant d'obtenir de la sorte une augmenta- tion importante de l'avance, une diminution de l'énergie consommée, une amélioration de la qualité de la surface usi- née et, en cas de poils ou de cheveux humains, la disparition de l'irritation de la peau. La diminution de l'énergie
<Desc/Clms Page number 4>
consommée est le résultat de la diminution du frottement entre copeau et surface frontale de l'outil d'une part et de la dininution de la déformation intérieure du copeau naissant ou de la matière détachée d'autre part.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mé- moire, qui sont donnés à titre d'exemple non limitatif, de certaines formes de réalisation particulières suivant l'in- vention.
Dans ces dessins : la figure 1 représente un outil quelconque en train d'usiner une surface cylindrique. Sur cette figure sont indiqués les différents angles formés par les surfaces for- mant le bec de l'outil avec la tangente et la'normale au point d'attaque, la figure 2 représente un bec d'outil formé par une surface concave vers l'intérieur de l'outil et une surface plane, la figure 3 représente un bec d'outil formé par une surface concave vers l'extérieur de l'outil et une autre convexe vers l'extérieur de l'outil, la figure 4 représente un arbre à deux lames de forme courante d'une machine à raboter le bois, la figure 5 représente un arbre à lames d'une raboteuse à bois muni de lames à taillant tangentiel à micro-angle, la figure6 représente les dents d'une lame de scie circulaireconnue à bois ou à matières plastiques,
la figure 7 représente les dents d'une scie circulaire à coupe tangentielle à micro-angle suivant l'invention, la figure 8 représentela lame d'un rasoir de sûreté connu à l' échelle 2/1, la figure 8a représente la position par rapport à la peau du taillant de la lame d'un rasoir de construction con-
<Desc/Clms Page number 5>
nue à l'échelle 20/le la figure 9 représente un rasoir avec lame plate à taillant tangentiel à micro-angle de forme convexe-concave à l'échelle 5/1 suivant l'invention, la figure 10 représente un rasoir de sûreté avec lame à micro-angle suivant l'invention, la figure 10a représente à l'échelle 1/1 le taillant de la lame représentée en figure 10, la figure 11 représente la lame cylindrique d'un rasoir à micro-angle suivant l'invention,
la figure 12 représente un taillant à micro-angle dont la surface de dépouille est plane et la surface de front concave, la figure 12a représente à l'échelle 5/1 le taillant de la figure 12, les figures 13,.13a et 13b représentent des lames de rasoir diverses de forme ondulée à micro-angle suivant l'in- vention, la figure 14 représente un rasoir de sûreté dans lequel est sertie une lame ondulée à micro-angle selon la figure
13a, la figure 15 représente un rasoir de sûreté dans lequel est sertie une lame ondulée à micro-angle selon la figure
13 b.
Les mêmes chiffres et lettres désignent les mêmes élé- ments dans les différents dessins.
L'angle [alpha] représenté en figure 1 est l'angle de dépouil- le, l'angle est l'angle de front d'attaque, l'angle est ,l'angle de coupe et l'angle; est l'angle de taillant, la ligne 0 N étant la normale à la surface usinée au point d'attaque de l'outil et la ligne 0 T étant la tangente en ce point à cette même surface.
On peut obtenir un micro-angle de coupe en exécutant
<Desc/Clms Page number 6>
le taillant suivant la figure2 dans laquelle 0 D est une droite et 0 F un arc de cercle de centre Of vu suivant la figure 3 dans laquelle 0 F est un arc de cercle de centre Cf et 0 D un arc de cercle de centre Cd
Dans le cas montré en figure 2, l'arc 0 F est pour ainsi dire tangent en 0 à la droite 0 D et en figure 3 les deux arcs 0 F et 0 D sont pour ainsi dire tangents/on O2.
On obtient de la sorte un taillant très effilé qui permettra de placer la lame de façon à obtenir un angle de coupe le plus petit possible. pratiquement, on pourra obtenir un angle de coupe de 5 degrés pour travailler les matières animales et à plus forte raison de 5 à 20 pour les matières fibreuses végétales.
En figure 4 est montré un arbre à deux lames de forme connue courante d'une machine à raboter le bois. L'angle de coupe f varie dans les constructions connues entre 60 et 70 , tandis que l'angle de dépouiller est de l'ordre de 10 à 20
La figure 5 représente un arbre à lames d'une raboteuse à bois muni de lames à taillant tangentiel à micro-angle.
La construction de l'arbre et la fixation des lames peuvent être quelconquepourvu que la forme convexe-concave du taillant et le micro-angle soient obtenus.
En figure 6 sont montrés des dents d'une lame de soie circulaire à couper le bois ou des matières plastiques de construction connue.
Une scie circulaire à micro-angle suivant 1 invention est montrée en figure 7.
@
Une lame de rasoir de sûreté connu est montrée en figure
8 et,en figure 8a, es t montrée la position par rapport à la peau,du taillant de la lame d'un rasoir de construction connue à l'échelle 20/1.
En figure 9 est montré un rasoir avec lame plate à
<Desc/Clms Page number 7>
taillant tangentiel à micro-angle de forme convexe-concave à l'échelle 5/1.
La figure 10 donne une application du micro-angle pour un rasoir de sûreté où le taillant est réalisé à l'aide d'une lame plane tendue en arc de cercle. La surface de dé- @pouille plane en étant détendue devient convexe quand elle est courbée grâce au serrage approprié. La surface de front est affûtée en forme concave.
En figure loa est montré ce taillant à l'échelle 5/1 Of est le oentre d'incurvation de la surface du front, Od le centre d'incurvation de la surface de dépouille. Le fil du tranchant P est l'intersection des deux surfaces qui forment avec la trajectoire de coupe 1-1 les angles respec- tifs : [alpha] angle de dépouille # angle de coupe (micro-angle).
En figure 11 est montrée la lame cylindrique d'un rasoir à micro-angle, la figure lla donnant ce taillant à l'échelle 5/1.
La figure 12 donne un taillant à micro-angle dont la surface de dépouille est plane et la surface de front con- cave, la figure 12a donnant ce taillant à l'échelle 5/1.
Il ressort des représentations que le micro-angle peut être réalisé aussi bien par une dépouille convexe que par une dépouille plane, tandis que la surface du front est uti- lement concave. Evidemment, les surfaces concaves et convexes ne sont pas nécessairement de profil circulaire, mais peuvent avoir comme profil n'importe quelle autre courbe.
Les figures 13, 13a et 13b montrent des exécutions diver- ses de lames ondulées à micro-angle pour rasoirs de sûreté.
Dans ces trois cas, la surface frontale du taillant à micro-angle est formée par la surface concave de l'ondulation, tandis que la surface de dépouille est affûtée soit en forme plane, s'oit en forme convexe vers l'extérieur.
<Desc/Clms Page number 8>
La figure 14 montre, à titre d'exemple, le sertissage d'une lame selon la figure 13a dans un rasoir de sûreté approprié. P est un peigne de protection fixe ou roulant, dont la bosse c appuie contre la face frontale de la lame. est un couvercle de serrage dont les points a et b appuient contre la face opposée de la lame. En serrant la vis V, les points a et b forcent la lame d'accentuer son incurvation. De cette façon, la vis V assure en dehors du serrage de la lame le réglage à volonté de l'incurvation et de l'angle de coupe.
La figure 15'montre,à titre d'exemple,l'utilisation de la lame selon la figure 13b dans un rasoir de sûreté approprié.
P est le peigne de protection portant un bossage au sommet "a" duquel repose la surface frontale incurvée de la lame ondulée. La lame est serrée à l'aide de la vis Ventre le corps R et le peigne P.
Le couvercle de réglage S appuie contre la lame par son extrémité b. En tournant la vis V, on fera varier l'in- curvation de la lame et avec elle l'angle de coupe #.
Les dispositifs (figures 14 et 15)précités permettent un réglage de précision de la position du fil du taillant et avec elle de l'angle de coupe.
EMI8.1
R E V s N D 1 C¯A T¯I¯¯0 IJ¯S.
1. Outil de coupe convenant spécialement pour obtenir un angle de coupe très petit à micro-angle c a r a c t é- risé é en ce que l'angle de taillant compris entre la face frontale qui reçoit le copeau et la face de dépouille qui progresse le long de la surface de coupe est réduit à une faible valeur du fait que la face frontale est concave vers l'extérieur et se raccorde presque tangentiellement selon le fil du taillant à la face de dépouille.