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Il existe déjà de nombreuses fraises pour le fraisage circulaire comportant un plateau sur lequel sont rapportées des lames en métal dur interchangeables ou réglables. Dans la plupart des cas, les lames ne sont pas formées alors par un matériau monobloc, mais comportent simplement une pastille ou mise en métal dur rapportée dans la partie servant à la coupe, cette pastille étant soudée sur une queue ou un élément analogue. Les possi- bilités d'affûtage de ces lames sont limitées, de sorte que leur longévité est relativement réduite et qu'elles doivent être rapidement remplacées.
Sur une fraise de forme ou à profiler, on utilisait jusqu'ici des lames en forme d'outils de tour, différant entre elles de manière.à réaliser le pro- fil désiré ou présentant des formes d'arête de coupe différentes, de sorte que des lames séparées de formes différentes entre elles sont rapportées sur le plateau porte-lames, ce qui rend plus difficile le remplacement de ces lames et augmente le prix des outils. Il existe également des fraises à deux faces et des fraises cylindriques dont le plateau porte des pastil- les minces en métal dur, de forme circulaire ou polygonale, rapportées sur ce plateau de manière à se trouver placées exactement l'une derrière l'autre dans le sens de la rotation de la fraise.
Ces pastilles minces présentent l'avantage d'avoir une longévité notablement plus importante, étant donné que, quand la partie venant attaquer la pièce en vue de réaliser la coupe est émoussée, il n'est pas nécessaire de procéder immédiatement à un affû- tage, et qu'il suffit de les déplacer angulairement dans une mesure appropriée. Mais les plateaux à lames rapportées en forme de pastilles minces contiennent mal pour l'usinage par profilage. Par ailleurs, la fabrication des bagues-en métal dur nécessaires à cet effet est relativement compliquée et coûteuse.
A cet inconvénient s'ajoute encore le fait que le matériau ne peut pas être utilisé dans sa totalité étant donné que les bagues en métal dur rapportées sur le plateau ne sont utilisables que jusqu'à un diamètre minimum déterminé, les pièces résiduaires ne pouvant servir pour au- cune autre application.
L'un des buts de l'invention est de remédier à ces inconvénients ,et de permettre la réalisation d'une fraise pour le fraisage circulaire dont les lames puissent être fabriquées d'une manière simple, puissent servir pendant un laps de temps notablement plus grand jusqu'au moment où un affûtage est nécessaire, présentent d'une façon générale une possibilité d'affûtage plus importante et aient par suite une longévité notablement accrue, cette fraise à profiler exigeant par ailleurs un nombre de types de lames différents aussi réduit que possible et satisfaisant, dans la mesure du possible, à toutes les conditions particulières du fraisage circulaire.
La fraise faisant l'objet de l'invention se caractérise principalement par l'utilisation de lames monoblocs entièrement en métal dur, ayant; d'une fagon générale, une forme de prisme droit à base rectangulaire assurant un effet de coupe à volonté par l'une ou l'autre de leurs arêtes situées dans le plan de l'une des deux faces, et maintenues dans le plateau par serrage, dans une position faisant un angle de 6 à 10 environ avec la direction radiale. La forme générale de prisme droit à base rectangulaire des lames monoblocs en métal dur présente cet avantage que chaque lame comporte sur chaque face terminale deux, et au besoin dans le cas d'une action carrée, quatre arêtes identiques, donc au total quatre ou huit arêtes de coupe.
Ainsi, quand l'une des arêtes est émoussée, il suffit de faire tourner la lame autour de son axe longitudinal puis, quand toutes les arêtes de cette face terminale sont émoussées, de l'inverser pour disposer encore de deux ou quatre nouvelles arêtes de coupe. Par conséquent, le nombre des affûtages des lames pour le même laps de temps ne représente qu'une fraction de celui qu'il est nécessaire d'effectuer avec les lames actuellement utilisées.
Par ailleurs, une lame monobloc en métal dur peut naturellemeit être affûtée beaucoup plus souvent et les pièces résiduaires prismatiques sont toujours utilisables comme outils de tours ou comme pastilles de coupe
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rapportées, etc... Etant donné que les lames s'écartent de la direction radiale du plateau selon un angle compris entre 6 et 10 , on obtient ainsi l'angle d'attaque ou de dépouille nécessaire bien que les lames elles-mêmes ne présentent, comme indiqué, qu'une forme de prisme droit à base rectangulaire.
Tandis qu'il était nécessaire jusqu'ici d'affûter la totalité de la fraise (constituée par le plateau et les lames rapportées) dans un dispositif approprié relativement compliqué, il est possible, avec la fraise suivant l'invention, de démonter les lames et de les affûter séparément sans gabarit ou dispositifs particuliers, et il suffit ensuite de remonter les lames dans la position convenable sur le plateau.
Suivant une autre particularité de l'invention, des lames monoblocs en métal dur identiques entre elles, qui se chevauchent dans la direction de la génératrice du plateau, sont disposées en deux ou plusieurs rangées périphériques sur le plateau, la longueur des arêtes des faces terminales du prisme servant d'arêtes de coupe étant inférieure à la génératrice de la surface cylindrique ou conique devant être usinée sans déplacêment axial. Tandis qu'on utilisait le plus souvent jusqu'ici, pour des profils rectilignes, c'est-à-dire cylindriques ou coniques, des lames dont les arêtes.de coupe s'étendaient sur toute la longueur de la partie rectiligne du profil, il est prévu maintenant plusieurs lames dont les arêtes de coupe ont une longueur plus réduite.
Des recherches ont montré en fait que la pression d'attaque spécifique est très élevée pour des épaisseurs de copeaux très faibles et décroit rapidement quand cette épaisseur de copeaux augmente, pour demeurer sensiblement constante à partir d'une certaine épaisseur. En tant donné que, pour des raisons constructives, les efforts de coupe totaux ne doivent pas être trop élevés, il est nécessaire de former avec de longues arêtes de coupe des copeaux minces et, étant donné ce qui précède, il est plus favorable d'utiliser à cet effet des arêtes de coupe plus courtes et d'augmenter alors l'épaisseur des copeaux. Les lames identiques entre elles présentent naturellement l'avantage de pouvoir être échangées les unes par rapport aux autres et d'entraîner des prix de revient d'outils réduits au minimum.
Grâce à l'agencement de plusieurs lames identiques entre elles, réparties sur la largeur de la fraise de manière à chevaucher et présentant des arêtes de coupe rectiligne de faible longueur, il est également possible de réaliser par fraisage des profils s'écartant d'une forme cylindrique ou conique, étant donné que presque chaque profil peut être approché par la juxtaposition de cordes de faible longueur, les arêtes de coupe rectiligne de faible longueur ne présentant par rapport au profil requis que de faibles écarts qui sont acceptables pour un grand nombre de pièces.
Suivant l'invention, 'les arêtes du prisme normales aux arêtes de coupe sont, sur la lame monobloc en métal dur, arrondies ou biseautées, le rayon de cette partie arrondie ou la longueur du biseau étant supérieur à l'avance maximum de l'une des lames, mesurée à la périphérie de la pièce, par rapport à la lame attaquant la pièce avant elle et qui lui est juxtaposée dans la direction de la génératrice du plateau.
Le but de cet agencement est le suivant : Bien que la face terminale du prisme soit écartée angulairement de la pièce par suite de la position inclinée du prisme par rapport au rayon du plateau et fournisse ainsi le long de la totalité de l'arête de coupe terminale l'angle de dépouille nécessaire de 6 à 10 environ, il n'en résulterait aux sommets aucun angle de dépouille par suite de la pénétration dans la masse de la matière, étant donné que l'arête du prisme perpendiculaire à l'arête de coupe et passant par ce-sommet se trouve placée dans le plan de la face latérale du prisme perpendiculaire à l'axe de la piè- ce et que cette face latérale ne présente naturellement aucun angle de dépouille.
Pour cette raison, les faces latérales enclavant l'arête de coupe sont, d'une façon générale, même sur les lames à une seule arête d'attaque, étudiées de manière à présenter une forme en dépouille. La partie arrondie
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ou le biseau fournit par suite l'angle de dépouille nécessaire, étant don- né que cet angle de dépouille, bien que décroissant depuis le début de l'arrondi, ne s'annule qu'à la fin de cet arrondi, c'est-à-dire à l'endroit où ce dernier rejoint la face latérale voisine du prisme, en une partie qui ne vient plus attaquer la pièce par suite de rayon de courbure suffisamment grand de l'arrondi. Il est évident que la face biseautée forme également un certain angle de dépouille, bien que celui-ci soit plus petit que l'angle de dépouille de la face terminale du prisme.
De préférence, les lames monoblocs en métal dur sont encastrées ) dans le plateau de manière telle que leurs arêtes de coupe soient inclinées par rapport à la génératrice du plateau. De cette manière, les lames ne viennent pas attaquer la pièce directement par la totalité de leur arête de coupe, comme cela est le cas avec des arêtes de coupe parallèles à la gé- nératrice du plateau. Etant donné que les copeaux prennent tout de suite une largeur maximum:, ce montage aboutirait en effet à des contraintes par choc nuisibles pour les arêtes. Par contre, les lames pénètrent ici progres- sivement dans la pièce, comme dans le cas de pastilles minces, et ne sont donc soumises ainsi qu'à une charge progressive.
Cette position inclinée rend encore plus nécessaire l'arrondi ou le biseau des arêtes du prisme perpendiculaires à l'arête de coupe étant donné qu'un flanc de la lame est déporté angulairement à l'écart de la pièce, mais que l'autre est rap- proché de cette pièce à partir de sa position normale à l'axe, et que des conditions encore plus défavorables seraient présentes sur ce côté.
Outre les lames monoblocs en métal dur identiques entre elles en forme de prisme droit à base rectangulaire disposées par rangées circulaires juxtaposées, on peut prévoir également, pour l'obtention de rainures demi-rondes, d'arron- dis de faible rayon, etc... des lames monoblocs en métal dur en forme d'ou- tils de tour, s'écartant du même angle de la direction radiale et encastrées dans le plateau dans la même position inclinée par rapport à la génératrice, ces lames présentant une forme symétrique à la fois par rapport à leur plan longitydinal médiane et par rapport à leu plan transversal médian. Cette conformation particulière des lames permet par ailleurs de faire tourner les lames de forme ou à profiler additionnelles autour de leur axe longitudinal et de'les inverser, de sorte qu'elles fournissent également un usage qua- druplé sans affûtage.
Pour dégrossir des lingots d'acier, par exemple, on utilise avec un avantage particulier une fraise dont les lames monoblocs en métal dur, suivant l'invention, présentent sur les deux faces terminales un biseau en forme de pupitre parallèle aux arêtes terminales du prisme qui ne servent pas pour la coupe, de même dimension et de même position angulaire, et sont disposées sur le plateau en deux rangées circulaires symétriques avec inclinaison dirigée vers l'extérieur. Dans ces lames, l'arête terminale plus courte destinée à servir d'arête de coupe est raccordée à une arête inclinée qui peut être utilisée également comme arête de coupe et qui permet également le tronçonnage ou la saignée, par exemple pour l'usinage de saignées superficielles.
Ces lames sont également utilisables dans quatre positions, étant donné qu'elles peuvent être encastrées aussi bien sur l'un des côtés que sur l'autre côté du plateau. Par rapport aux lames séparées comportant un biseautage bilatéral symétrique, le subdivision en deux lames identiques plus cour-, tes avec biseautage unilatéral présente cet avantage que ces lames peuvent être serrées, dans le cas d'un profil de plateau approprié, jusqu'au voisinage immédiat de l'arête de coupe, tandis que le porte-à-faux des autres lames doit être plus important.
Une fixation particulièrement simple et judicieuse des lames dans le plateau est obtenue par le fait que ces lames sont logées chaque fois dans une rainure d'un porte-lame encastré de façon réglable radialement dans le plateau et prennent appui à l'extrémité interne de la rainure sur une cale d'épaisseur interchangeable, sur une vis de réglage, etc..., tout
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en pouvant être serrées conjointement avec le porte-lame au moyen d'une clavette pouvant être bloquée à l'aide d'une vis. Etant donné que la position du porte-lame est réglable radialement et que des cales d'épaisseurs différentes peuvent être introduites dans la rainure, ou bien qu'il est prévu une vis de réglage, il est ainsi possible de remonter la lame dans une mesure suffisante, jusqu'à la position convenable, après un affûtage.
Si l'on desserre la vis retenant la clavette et ainsi cette clavette elle-même, la-lame peut alors être dégagée aisément de la rainure du porte-làme et peùt être retournée pour être remise ensuite en place. En même temps, il est possible de régler chaque fois le porte-lame de la manière désirée dans le sens radial en vue de réaliser une mise en place correcte des lames.
Suivant l'invention, le déplacement des porte-lames peut être assuré à l'aide d'une tige formant poussoir mobile radialement dans le plateau, prenant appui sur un excentrique réglable angulairement et monté dans le plateau parallèlement à l'axe de ce dernier, de sorte que l'on obtient ainsi une possibilité de réglage extrêmement précise bien que constructivement simple. Enfin, les porte-lames et les clavettes ont chaque fois une forme sensiblement semi-cylindrique et sont encastrés conjointement dans des alésages cylindriques du plateau, de sorte que la fabrication de la fraise exige l'utilisation de moyens techniques réduits au minimum.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.-
La figure 1 est une vue schématique montrant la distribution des lames sur la largeur du plateau.
La figure 2 est un développement de la périphérie du plateau dans le cas d'une fraise à profiler.
Les figures 3 et 4 montrent le profil et le développement d'une fraise pour le dégrossissage de lingots d'acier.
La figure 5 est une vue en perspective d'une lame à dégrossir.
Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe transversale et axiales du dispositif de fixation des lames dans le plateau.
La figure 9 est une vue schématique montrant le mode d'attaque de la pièce par une lame.
Des lames monoblocs 2,3, entièrement en métal dur en forme de prisme droit à-base rectangulaire sont encastrées dans un plateau 1 de manière telle qu'elles fassent avec une direction radiale de ce plateau un angle de 6 à 10 envinon (voir en particulier la figure 6). Les lames 2,3 attaquent chaque fois la pièce par l'une des arêtes des faces terminales du prisme et on voit que l'oh obtient, grâce à cette position inclinée des lames par rapport à un rayon, les angles d'attaque et de dépouille nécessaires.
Les arêtes des; faces terminales des lames monoblocs 2,3 en métal dur normales aux arêtes de coupe sont arrondies, mais peuvent être également biseautées, le rayon de courbure étant alors supérieur à l'avance maximum, mesurée à la périphérie de la pièce, de l'une des lames par rapport à la lame voisine attaquant la pièce avant la précédente et juxtaposée à elle dans la direction de la génératrice du plateau.
On a représenté schématiquement sur la figure 9 le mode d'attaque des lames pour deux lames juxtaposées attaquant naturellement la pièce l'une après l'autre. On voit que, si les arêtes des lames se terminent par un sommet aigu A (représenté en pointillé), l'angle de dépouille nécessaire
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n'est plus présent en ce sommet. Par suite, de l'arrondi, le point A' con- jugué à un angle de dépouille nul tombe dans une zone qui n'est plus en contact avec la pièce étant donné que le rayon de courbure r est supérieur à l'avance v, de sorte qu'il demeure le long de la totalité de la partie de l'arête servant réellement à l'attaque de la pièce un angle de dépouille décroissant depuis le début de la courbure, mais ne s'annulant pas.
Comme montré sur les figures 2 et 4, les lames 2,3 sont en- castrées de manière telle dans le plateau que leurs arêtes de coupe soient inclinées par rapport à la génératrice de ce plateau. La longueur de ces arêtes est inférieure- à celle de la génératrice e de la surface cylindri- que devant être usinée sur la pièce W (figures 1 et 2) et les lames 2 sont disposées sur le plateau en trois rangées périphériques juxtaposées. Pour l'usinage des rainures demi-rondes latérales du profil de la pièce, il est prévu en outre des lames monoblocs 4 en métal dur en forme d'outils de tour, encastrées dans le plateau avec le même déport angulaire par rapport à une direction radiale et dans la même position inclinée par rapport à la généra- trice du plateau.
Les lames ou outils 4 sont symétriques aussi bien par rapport à leur plan longitudinal médian que par rapport à leur plan transversal médian, et elles peuvent tourner autour de leur axe longitudinal et être inversées, afin de pouvoir être utilisées dans les quatre positions.
Pour le dégrossissage de lingots d'acier, par exemple, il est prévu un plateau dont les lames 3 présentent, sur les deux faces terminales, des biseaux 6, en forme de pupitre, parallèles aux arêtes arrondies 5 du prisme qui ne sont pas utilisées pour la coupe, ces biseaux ayant la même dimension et même position angulaire.
Les lames 3 sont disposées symétriquement en deux rangées périphériques juxtaposées sur le plateau, de sorte qu'elles fournissent également une utilisation quadruplée sans affûtage. Le profil du plateau 1 est adapté à la forme des lames, de sorte que ces lames sont maintenues et supportées de part et d'autre jusqu'au voisinage immédiat des arêtes de.coupe.
Les lames 2, 3, 4 sont encastrées dans la rainure'7 d'un portelame 8 réglable radialement dans le plateau 1, et prennent appui, par leur extrémité interne, sur une cale d'épaisseur interchangeable 9 ou sur une vis de réglage 10. Une clavette 12, pouvant être serrée au moyen d'un boulon 11, bloque conjointement le porte-lame 8 et les lames 2,3 4. Pour assurer le déplacement radial du porte-lame 8, il est prévu un excentrique 13 réglable angulairement autour d'un axe parallèle à l'axe du plateau et sur lequel prend appui une tige 14 pouvant se déplacer radialement, qui sert de son côté d'organe d'appui radial pour le porte-lame 8. En remplaçant la cale 9 ou en déplaçant l'excentrique 13, on compense les raccourcissements des lames résultant de l'affûtage (réglage des lames).
Des modifications peuvent être apportées de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s[ecarter de l'invention.