CH643168A5

CH643168A5 - Fraise annulaire a aleser travaillant de face.

Info

Publication number: CH643168A5
Application number: CH334881A
Authority: CH
Inventors: Everett Douglas Hougen
Original assignee: Hougen Everett D
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1984-05-30
Also published as: NL182456C; FR2486842A1; IT1142432B; NO151850B; BE888838A; FR2486842B1; DE3118579C2; BR8103193A; SE449060B; ZA812715B; NL182456B; NL8102057A; AR223120A1; AU541273B2; NO151850C; NO811353L; CA1150536A; GB2080162A; IL62677A; DE3118579A1

Description

25 La présente invention concerne une fraise annulaire travaillant de face.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° Re 28416, il est décrit une fraise annulaire comportant plusieurs dents espacées autour de son extrémité (inférieure) d'attaque. Chaque dent comporte plu-30 sieurs arêtes de coupe décalées circonférentiellement. Les arêtes de coupe sont conçues de manière que chacune d'elles forme son propre copeau. L'arête de coupe radialement la plus interne s'étend radialement en travers d'un creux peu profond ménagé dans l'âme entre des dents successives, et le bord de coupe le plus externe s'étend radiale-35 ment en travers d'une rainure externe qui se prolonge hélicoïdale-ment de bas en haut le long de la fraise entre les dents successives. Selon le brevet précité, la rainure a une profondeur radiale qui est égale à environ la moitié de l'épaisseur de la paroi annulaire de la fraise, et l'âme a une épaisseur qui est égale à environ la moitié de 40 l'épaisseur de la paroi annulaire. Par conséquent, l'arête de coupe radialement la plus interne de chaque dent a une étendue radiale qui est aussi égale à environ la moitié de l'épaisseur de la paroi de la fraise. Ainsi, la rainure a une profondeur radiale qui est suffisante pour permettre la décharge des copeaux enlevés par les deux arêtes 45 découpé.

Selon une autre proposition du brevet précité, s'il est souhaitable de former sur chaque dent trois arêtes de coupe décalées circonférentiellement de façon que chaque dent enlève trois copeaux au lieu de deux, la profondeur radiale de la rainure et l'épaisseur de l'âme sont so maintenues les mêmes que pour une fraise à dents présentant deux décalages, et la partie de la paroi de la fraise qui correspond à la profondeur de la rainure constitue deux arêtes de coupe décalées circonférentiellement au lieu d'une seule arête. L'arête de coupe radialement la plus externe est délimitée par un creux externe qui présente 55 une dimension axiale relativement courte et qui débouche dans la rainure. Cependant, la rainure présente encore une dimension radiale qui est approximativement égale à la moitié de l'épaisseur de la paroi de la fraise de sorte qu'elle peut aisément contenir le copeau enlevé par l'arête de coupe radialement la plus interne.

60 Bien que la fraise décrite dans le brevet antérieur cité plus haut assure une coupe qui est très supérieure à celle des fraises annulaires utilisées antérieurement, dans certaines conditions d'avance et de vitesse, les copeaux ont tendance à se tasser dans le creux interne et dans la rainure. Lorsque cela se produit, la coupe est beaucoup plus 65 lente et on obtient un trou conique surdimensionné présentant un fini plus grossier. De plus, la longévité de l'arête de coupe est sensiblement écourtée.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients.

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La fraise selon l'invention est définie par la revendication 1. Une telle fraise annulaire convient admirablement pour être exécutée en deux parties axialement adjacentes, assemblées par emboîtage de façon que la partie menante de la fraise sur laquelle les dents sont réalisées puisse être faite en un matériau pour outil coupant, relativement coûteux, comme de l'acier rapide, et que le corps de la fraise puisse être constitué d'un matériau moins coûteux, comme un acier assez faiblement allié traité thermiquement.

La fraise annulaire à aléser selon la forme de réalisation préférée de l'invention présente une paroi latérale annulaire comportant plusieurs dents espacées circonférentiellement autour de son extrémité inférieure et un nombre correspondant de rainures hélicoïdales autour de sa périphérie. Chaque dent présente plusieurs arêtes tranchantes décalées circonférentiellement et de préférence verticalement, au moins deux desdites arêtes étant formées sur la partie de la dent qui correspond à l'épaisseur de l'âme située entre des dents successives et les autres arêtes tranchantes étant formées sur la partie de la dent qui correspond à l'épaisseur radiale de la rainure. La largeur combinée des deux arêtes tranchantes radialement internes est de préférence supérieure à la largeur combinée des autres arêtes tranchantes, auquel cas l'épaisseur de l'âme est plus grande que la profondeur de la rainure. De plus, la profondeur de la rainure est de préférence au moins aussi grande que la largeur de la plus large des deux arêtes tranchantes internes. L'épaisseur de la paroi de la fraise est calculée pour réaliser un trajet de coupe relativement étroit afin de maintenir à une valeur raisonnablement faible la puissance nécessaire pour faire avancer la fraise à travers une pièce à usiner.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:

La fig. 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation d'une fraise selon la présente invention;

la fig. 2 est une vue fragmentaire à grande échelle d'une partie de la fraise de la fig. 1, qui est entourée du cercle 2:

la fig. 3 est une coupe fragmentaire de la fraise suivant la ligne 3-3 de la fig. 1 :

la fig. 4 est une vue fragmentaire en partie en perspective et en coupe d'une dent de la fraise;

la fig. 5 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation d'une fraise selon l'invention;

la fig. 6 est une vue fragmentaire à grande échelle d'une partie de la fraise de la fig. 5, qui est entourée du cercle 6;

la fig. 7 est une vue en perspective et en coupe d'une dent de la fraise représentée sur la fig. 5;

la fig. 8 est une vue fragmentaire à grande échelle du dessous montrant la fraise en relation avec la pièce à travers laquelle elle est avancée, et la fig. 9 est une vue fragmentaire en perspective d'une autre fraise qui est légèrement modifiée par rapport à celle représentée sur les fig. 5 à 8.

Sur les dessins, la fraise annulaire à aléser travaillant de face de la présente invention est désignée d'une façon générale par 10 et comprend un corps 12 et une tige 14. Le corps 10 a la forme d'une cuvette renversée et présente une paroi latérale 16 et une paroi supérieure 18. L'extrémité inférieure de la paroi latérale 16 présente plusieurs dents de coupe 20 qui, de préférence, sont uniformément espacées. Une rainure hélicoïdale 22 se prolonge de bas en haut autour de la périphérie de la fraise à proximité de chaque dent 20. Les rainures successives 22 sont séparées par un cordon 24 à la périphérie de la fraise. Dans la fraise représentée, les rainures et cordons couvrent toute la longueur de sa paroi latérale. Pour certaines applications, la fraise assure un travail encore plus efficace lorsque les rainures et cordons sont sensiblement plus courts que la paroi latérale. Les parties de la paroi latérale annulaire de la fraise qui sont comprises entre les dents successives 20 constituent des âmes 26. La face radialement externe 28 de chaque âme 26 définit la paroi radialement interne de chaque rainure 22. Chaque rainure 22 comporte une paroi latérale avant 30 et une paroi latérale arrière 32.

Dans la forme de réalisation de la fraise représentée sur les fig. 1 à 4, chaque dent 20 présente trois arêtes tranchantes 34, 36, 38. L'arête 34 est à distance vers l'avant, dans le sens de rotation, de l'arête 36, et celle-ci est à distance vers l'avant, dans le sens de rotation, de l'arête 38. L'arête 34 est située à l'extrémité inférieure de la face arrière 40 d'un creux interne 42. L'extrémité supérieure du creux 42 est inclinée radialement vers l'extérieur de bas en haut en 44. L'arête 36 se trouve à l'extrémité inférieure de la face arrière 46 d'un creux secondaire 48 qui est ménagé dans l'âme 26 à proximité immédiate du creux interne 44. L'extrémité supérieure du creux secondaire 48 est incurvée vers le haut et radialement vers l'extérieur, comme indiqué en 50. Les arêtes 34 et 36 sont séparées par un épau-lement circonférentiel 51 situé à l'extrémité inférieure de la face radialement interne 52 du creux 48. L'arête 38 se trouve à l'extrémité inférieure de la face arrière 32 de la rainure 22 et est espacée vers l'arrière de l'arête 36 par un épaulement 54 à l'extrémité inférieure de la rainure 22.

La face inférieure de chaque dent présente des faces en dépouille ou détalonnées 56, 58. Dans la position de fonctionnement de la fraise, la face détalonnée 56 est inclinée axialement vers le haut et radialement vers l'intérieur, tandis que la face détalonnée 58 est inclinée axialement vers le haut et radialement vers l'extérieur. En outre, chacune de ces faces détalonnées est légèrement inclinée vers le haut à partir des arêtes tranchantes respectives dans une direction circonférentielle, par exemple de 5 à 20°, pour conférer aux arêtes tranchantes la dépouille nécessaire. Les deux faces détalonnées 56, 58 forment à leur intersection une crête 60 qui coupe l'arête radialement la plus externe 38. Bien qu'il soit possible de meuler les faces détalonnées 56, 58 de façon que la crête 60 coupe l'une quelconque des arêtes tranchantes, il est préférable dans la plupart des cas que cette crête coupe l'arête tranchante la plus externe. Par suite de l'inclinaison des faces détalonnées 56, 58, les arêtes 34, 36, 38 sont inclinées axialemennt et sont décalées verticalement ainsi que dans le sens circonférentiel.

A l'extrémité inférieure de chaque dent, l'âme 26 présente une dimension radiale qui est supérieure à la profondeur radiale de la rainure adjacente 22. Etant donné que les arêtes 34, 36, 38 sont décalées circonférentiellement comme représenté, lorsque la fraise est mise en rotation et est avancée dans une pièce, un copeau distinct est taillé par chacune des arêtes tranchantes. Les dimensions relatives de la fraise sont telles que la profondeur radiale de la rainure 22 n'est pas sensiblement inférieure et est de préférence supérieure à la plus large des deux arêtes tranchantes 34, 36. Ainsi, immédiatement après sa taille, le copeau formé par l'arête tranchante 34 est dirigé dans la rainure 22 par l'inclinaison radiale de cette arête et l'extrémité supérieure 44 du creux 42. Egalement, immédiatement après sa taille, le copeau formé par l'arête 36 est dirigé dans la rainure 22 par l'inclinaison radiale de cette arête et par la paroi curviligne 50 du creux 48. La dimension axiale du creux secondaire 48 n'est de préférence pas sensiblement supérieure à la dimension axiale du creux 42, de manière à favoriser l'évacuation immédiate du copeau dans la rainure 22 et à éviter ainsi la tendance qu'ont les copeaux à s'accumuler et à se tasser dans le creux 48. Bien que l'inclinaison de l'arête 34 ait tendance à diriger le copeau formé vers le haut et vers l'extérieur, l'étendue circonférentielle du creux 42 devrait être suffisamment faible pour éviter que le copeau formé par l'arête 34 s'enroule d'une façon importante directement dans le creux 42. Si le creux 42 est suffisamment petit dans le sens circonférentiel, le copeau formé par l'arête 34 tend à rester assez rectiligne et est dirigé plus facilement vers le haut et vers l'extérieur du creux. La largeur circonférentielle du creux interne 42 ne devrait de préférence pas être supérieure à environ la moitié de l'épaisseur de l'âme 26 et de l'ordre du tiers environ de l'épaisseur de l'âme 26. La dimension circonférentielle du creux 42 devrait varier de manière inversement proportionnelle à l'épaisseur de l'âme 26. Ainsi, immédiatement après leur taille, les copeaux formés par les arêtes 34, 36 sont dirigés radialement vers l'extérieur et axialement vers le haut dans la rainure 22. Le copeau formé par l'arête 38 est également dirigé vers le haut dans l'arête 22.

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Etant donné que chacun de ces copeaux est relativement étroit et tend à former des hélices axiales plutôt que des spires radiales, ils sont efficacement dirigés radialement vers l'extérieur par les creux. Au fur et à mesure que les copeaux hélicoïdaux se déplacent à partir de chacune des arêtes axialement vers le haut et radialement vers l'extérieur dans la rainure 22, ils tendent à s'entrelacer. Dès que les copeaux hélicoïdaux entrelacés entrent en contact avec la paroi du trou en cours de perçage, la friction ainsi créée tend à arrêter la rotation des copeaux avec la fraise. Lorsque cela se produit, la face arrière 32 de la rainure dans laquelle ils se trouvent entre en contact avec les copeaux hélicoïdaux et les pousse vers le haut hors de la rainure. Etant donné que les copeaux sont étroits, ils peuvent être facilement comprimés entre la face interne 28 de la rainure et la paroi du trou en cours de perçage dans la pièce. Comme la face arrière 32 de chaque rainure 22 a la forme d'une hélice continue, le déplacement des copeaux de bas en haut dans les rainures est continu, régulier et non entravé. Ainsi, si les creux 42, 48 sont configurés et dimension-nés de manière à diriger les copeaux formés par les arêtes 34, 36 à peu près directement dans la rainure 22 et étant donné que le déplacement des copeaux de bas en haut dans la rainure n'est pas entravé, on est assuré d'un déplacement libre des copeaux vers le haut hors de la rainure. Le déplacement libre des petits copeaux le long de la rainure est effectué plus facilement lorsque la fraise est alimentée intérieurement d'un agent de refroidisement sous pression. En outre, du fait que les copeaux sont étroits et sont faibles d'une façon inhérente, ils ont tendance à se casser facilement en s'éloignant du trou et n'ont donc pas tendance à s'enrouler autour de la fraise et/ou de l'arbre ou mandrin lorsqu'ils s'échappent du trou en cours de perçage et par suite à bloquer ou gêner l'échappement ultérieur des copeaux taillés par la suite. En outre, comme déjà mentionné, si le creux 42 est étroit dans le sens circonférentiel, le copeau formé par l'arête 34 a moins tandance à s'enrouler, de sorte qu'il est dirigé dans la rainure 22 en étant mieux redressé. Cela a pour effet d'atténuer la possibilité d'un coincement du copeau et d'une obstruction du creux ou de la rainure.

S'il est souhaitable de prévoir un léger jeu entre la face interne de la paroi 16 et la carotte en cours de découpage, la face interne de la paroi 16 peut s'incliner vers l'extérieur suivant un angle d'environ 1° à partir de son extrémité inférieure, sur une courte distance de 12,7 mm par exemple, comme indiqué en 62 sur la fig. 3. Au-dessus de la partie inclinée, la face interne de la paroi latérale peut être cylindrique comme indiqué en 64. Ainsi, à une faible distance au-dessus des arêtes tranchantes, la face interne de la fraise présente un jeu d'environ 0,203 mm par rapport à la périphérie cylindrique de la carotte qui est découpée dans la pièce. Egalement, comme on le voit sur la fig. 3, la profondeur de la rainure 22 peut être éventuellement augmentée progressivement de bas en haut en meulant la face interne 28 de la ramure de façon qu'elle s'évase radialement vers l'intérieur et vers le haut plus rapidement jusqu'à la partie 62 au-dessus de cette dernière. Il en résulte un jeu radial pour le copeau formé par l'arête 38 immédiatement après sa taille. Ainsi, la rainure peut présenter dans son ensemble une section qui croît de bas en haut pour encore mieux faciliter l'éjection des copeaux. Chaque rainure peut également présenter une section croissante de façon qu'elle soit circonférentiellement plus large à son extrémité supérieure qu'à son extrémité inférieure.

La présence d'une âme épaisse, tout en maintenant la largeur de tous les copeaux à une très faible valeur, a également l'avantage de permettre de ménager un creux interne axialement plus profond. Un tel creux axialement plus profond non seulement facilite un meilleur écoulement de l'agent de refroidissement en travers des dents de la fraise, mais permet aussi de maintenir l'affûtage des dents plus longtemps avant qu'une rectification des creux devienne nécessaire.

Il est évident que, pour réduire la puissance nécessaire pour faire avancer une fraise annulaire dans une pièce en acier, par exemple, il est indispensable que le trajet ou la gorge de coupe formé par la fraise soit relativement étroit. Pour une fraise destinée à percer un trou dans de l'acier, une dimension pratique de l'épaisseur de la paroi de la fraise annulaire est comprise entre environ 4,06 et 4,57 mm. Lorsque chaque dent présente trois arêtes tranchantes, comme on le voit sur les fig. 1 à 4, et lorsque la paroi latérale de la fraise a une épaisseur d'environ 4,06 mm, la profondeur radiale de la rainure 22 peut être de l'ordre de 1,78 mm et ainsi l'épaisseur de l'âme 26 peut être d'environ 2,29 mm. Les deux arêtes internes 34, 36 peuvent avoir une largeur d'environ 1,145 mm ou, si on le désire, l'arête la plus interne 34 peut avoir une largeur d'environ 1,27 mm. Ainsi, en présence d'une âme relativement épaisse et d'une paroi annulaire relativement mince, chacun des copeaux taillés par les trois arêtes peut être facilement contenu dans la rainure 22. La dimension circonférentielle de chaque rainure est de préférence plusieurs fois supérieure à la profondeur radiale de chaque rainure.

La différence entre la fraise représentée sur les fig. 5 à 8 et celle des fig. 1 à 4 réside essentiellement dans une seule caractéristique. Dans la fraise des fig. 5 à 8, la partie de chaque dent qui correspond à la profondeur de la rainure 22 présente deux arêtes tranchantes 70, 72 au lieu d'une seule, comme représenté en 38 sur les fig. 1 à 4. Si la paroi latérale 16 de la fraise a une épaisseur d'environ 4,06 mm, la fraise peut être réalisée de façon que la rainure 22 ait une profondeur d'environ 1,63 mm et que l'âme 26 ait une épaisseur d'environ 2,44 mm. Dans ce cas, chacune des arêtes 34,36 peut présenter une largeur d'environ 1,22 mm et chacune des arêtes 70,72 peut avoir une largeur d'environ 0,81 mm. Les faces détalonnées 56, 58 de chaque dent sont inclinées de la manière décrite précédemment en se référant aux fig. 1 à 4 et forment de préférence à leur intersection une crête 74 qui coupe elle-même l'arête la plus externe 72 sensiblement au milieu.

Dans la fraise représentée sur les fig. 5 à 8, l'arête 72 est décalée circonférentiellement par rapport à l'arête 70 d'une très faible distance, de sorte que ces arêtes forment un seul copeau ayant une ligne centrale de faiblesse. En pratique, dans une fraise destinée à percer des trous dans de l'acier, l'arête 72 ne doit être décalée que d'un quart environ de la distance de décalage des autres dents et de préférence au maximum d'environ 0,38 mm. L'unique copeau déformé ainsi taillé par les arêtes 70, 72 est très sujet à une cassure dès qu'il rencontre un obstacle. Cependant, ce copeau unique et faible est dirigé immédiatement dans la large rainure 22, ce qui supprime la tendance des copeaux étroits à se tasser dans la partie de la rainure qui est comprise entre l'épaulement 82 (fig. 8) et la paroi latérale 76 du trou en cours de perçage.

Si l'arête 72 est décalée vers l'arrière par rapport à l'arête 70, de façon que chacune de ces arêtes taille un copeau individuel, il est alors préférable que la partie de la rainure 22 associée à l'arête 72 ait la forme d'un creux 84 (fig. 9) se prolongeant verticalement sur une distance sensiblement égale à la dimension verticale des creux 44, 50. Ainsi, lorsque l'arête 72 est suffisamment décalée pour tailler un copeau distinct, ce dernier est dirigé par le creux 84 immédiatement dans la large rainure 22 et n'a pas tendance à obstruer le creux 84.

Lorsque la fraise représentée sur la fig. 9 est mise en rotation et est avancée dans une pièce, quatre copeaux distincts sont formés par les arêtes tranchantes 34, 36 et 70, 72. En utilisant la fraise représentée sur les fig. 5 à 8, les arêtes 34, 36 forment chacune un copeau distinct et, comme on l'a expliqué ci-dessus, les arêtes 70, 72 taillent un seul copeau facilement cassable. Dans l'un ou l'autre cas, le copeau formé par l'arête 34 est dirigé immédiatement vers l'extérieur dans la rainure 22, et celui formé par l'arête 36 est aussi dirigé immédiatement vers le haut et vers l'extérieur dans ladite rainure 22. De même, le copeau unique ou les copaux séparés formés par les arêtes 70, 72 sont dirigés de bas en haut dans l'arête 22.

Cependant, immédiatement après la formation des copeaux par les arêtes 34, 36, 70 et leur acheminement dans la rainure 22, ils entrent en contact de frottement avec la paroi latérale 76 du trou en cours de perçage dans la pièce. Etant donné que les copeaux, qui n'ont pas été fracturés, présentent normalement une configuration à peu près hélicoïdale, lorsqu'ils entrent en contact avec la paroi latérale, la résistance de frottement ainsi créée a tendance à empêcher les copeaux hélicoïdaux de tourner avec la fraise. Par suite, les copeaux

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viennent immédiatement en contact avec la paroi latérale arrière 78 de la rainure 22 (fig. 6) et, de la manière décrite précédemment, ils sont poussés vers le haut hors de la rainure sans rencontrer d'obstacle. Ainsi, à cause de la faible dimension circonférentielle de l'épau-lement 82, lorsqu'on utilise la fraise représentée sur les fig. 5 à 8, les copeaux n'entrent pas en contact avec ledit épaulement 82 et sont donc captés par la paroi latérale arrière 80 de la rainure 22. Cela est souhaitable du fait que la tendance qu'ont les copeaux à se coincer entre la périphérie de la fraise et la paroi latérale 76 du trou en cours de perçage est sensiblement réduite. De plus, étant donné que les copeaux sont étroits, ils ont moins tendance à érafler la paroi du trou en cours de perçage au fur et à mesure qu'ils montent le long des rainures. En outre, les copeaux étroits sont facilement rompus lorsqu'ils s'échappent du trou en cours de perçage et n'ont donc pas tendance à s'enrouler autour de la fraise et/ou de l'arbre ou mandrin et à gêner le libre passage des copeaux formés ultérieurement.

La présence de quatre arêtes tranchantes décalées circonférentiellement et verticalement, comme celles représentées sur les fig. 5 à 8 et 9, a plusieurs autres avantages intéressants par rapport à la fraise représentée sur les fig. 1 à 4. En premier lieu, toutes les arêtes tranchantes de ces fraises peuvent être plus éroites que celles représentées sur la fraise des fig. 1 à 4, même si les deux fraises ont une âme de même épaisseur et des rainures de même profondeur. Ainsi, les copeaux formés par ces arêtes peuvent être encore plus facilement évacués et éjectés de bas en haut par l'intermédiaire des rainures 22. Un autre avantage des configurations représentées sur les fig. 5 à 8 et 9, dans lesquelles la partie de la dent correspondant à la profondeur de la rainure est constituée par deux arêtes tranchantes au lieu d'une, réside dans le fait que, si l'on désire réaliser une fraise ayant un diamètre externe d'environ 0,5 mm plus petit que celui d'une fraise de dimension classique, il suffit de prendre une fraise finie de dimension classique et de meuler sa périphérie sur une distance de 0,25 mm. Ainsi, la profondeur de la rainure 22 n'est diminuée que de 0,25 mm et est encore suffisante pour contenir la largeur des copeaux taillés par les trois autres arêtes tranchantes. Même avec la fraise représentée sur les fig. 1 à 4, il est évident que le diamètre externe de la fraise peut être réduit par meulage pour obtenir une fraise de dimension spéciale, à condition que la profondeur radiale de la rainure résultante soit encore d'une largeur à peu près égale à celle du copeau le plus large.

Un autre avantage de la fraise, présentant au moins deux arêtes tranchantes à la fois dans l'âme et dans la partie de la dent correspondant à la profondeur de la rainure, réside dans le fait que, lorsqu'un copeau métallique est taillé, il a tendance à se déployer dans une proportion allant jusqu'à 10%. Avec les fraises représentées sur les fig. 5 à 8 et 9, la profondeur de la rainure 22 est supérieure de plus de 10% à la largeur de l'arête la plus large. Ainsi, la tendancce qu'ont les copeaux qui se déploient à se coincer dans la rainure 22 ou à l'obturer est encore atténuée. Même si les arêtes 70, 72 de la fraise représentée sur les fig. 5 à 8 forment un seul copeau, ce dernier présente une ligne centrale de faiblesse et se brise donc facilement en de petits copeaux étroits.

Avec une fraise de la présente invention, l'éjection aisée des copeaux et d'autres avantages sont obtenus sans que ce soit aux dépens de la résistance mécanique de la fraise. Cela est dû notament au fait que chque dent présente au moins trois et de préférence quatre arêtes tranchantes ou davantage et que la profondeur de la rainure peut être sensiblement inférieure à la largeur ou à l'épaisseur de l'âme comprise entre les dents successives. La résistance mécanique d'une fraise annulaire présentant une paroi latérale rainurée est déterminée principalement par l'épaisseur de l'âme. Ainsi, si l'âme d'une fraise particulière doit avoir une épaisseur minimale prédéterminée, alors l'épaisseur totale de la paroi d'une fraise de l'invention peut être inférieure à celle d'une fraise de l'art antérieur, étant donné que, grâce à la présente invention, la profondeur de la rainure peut être inférieure à l'épaisseur de l'âme, tout en étant encore suffisante pour contenir le copeau le plus large qui est formé par l'une quelconque des arêtes tranchantes. Une paroi latérale plus mince est avantageuse du point de vue du prix ainsi que pour assurer un étroit trajet de coupe.

Un autre avantage d'une fraise réalisée selon l'invention ressort de la fig. 3. Comme on l'a souligné plus haut, l'épaisseur de l'âme 26 à proximité de chaque dent est supérieure à la profondeur de la rainure 22. Cela résulte du fait que la partie de la dent correspondant à l'épaisseur de l'âme présente au moins deux arêtes tranchantes dont chacune a une largeur qui de préférence est sensiblement inférieure à la profondeur de la rainure. Ainsi, si la paroi interne 28 de la rainure s'incline radialement vers l'intérieur et vers le haut au voisinage immédiat de son extrémité inférieure et assez brusquement environ jusqu'à la partie désignée par 62 sur la fig. 3, le copeau taillé par l'arête 38 présente immédiatement un dégagement par rapport à la rainure. Egalement, lorsque la face interne de la fraise est inclinée, près de son extrémité inférieure, radialement vers l'extérieur et vers le haut, l'âme 26 a une épaisseur minimale près de l'extrémité supérieure de la paroi latérale de la fraise dans la région désignée par 86 sur la fig. 3. Cette région 86 devient alors la région critique de la fraise en ce qui concerne sa résistance mécanique. Par conséquent, dans le cas d'une fraise classique de l'art antérieur, dans laquelle la profondeur d'une ramure est aussi grande que l'épaisseur de l'âme à proximité de la dent de la fraise, l'épaisseur totale de la paroi de ladite fraise devrait alors être sensiblement plus grande s'il fallait ménager une rainure de profondeur croissante de bas en haut et avec un dégagement autour de sa face interne. Il ressort également que, dans le cas d'une fraise selon l'invention, il est possible d'obtenir un dégagement sensiblement supérieur autour de la face interne de la fraise sans qu'il soit nécessaire d'accroître sensiblement l'épaisseur de la paroi de cette dernière. Un plus grand dégagement est également souhaitable pour faciliter l'augmentation du débit de l'agent de refroidissement vers les dents de la fraise.

La présence d'une âme relativement épaisse et d'une rainure relativement étroite dans une fraise annulaire est aussi très importante du point de vue fabrication. Dans le cas d'une paroi d'une épaisseur donnée, lorsqu'on tente de meuler une rainure relativement profonde dans la paroi latérale, de petites fissures ou gerçures ont fortement tendance à se former dans l'âme et peuvent être la cause d'une longévité relativement courte de l'outil. Des rainures relativement profondes augmentent aussi la tendance à la formation de gerçures pendant le traitement thermique. Cependant, si la rainure est relativement étroite et si l'âme est relativement épaisse, cette dernière peut absorber sensiblement plus de chaleur et donc réduire sensiblement la tendance à la formation de telles gerçures au cours du traitement thermique et du meulage des rainures. Une rainure éroite est également souhaitable du point de vue du prix de fabrication. Elle peut être usinée ou meulée en moins de temps et assure une longévité proportionnellement plus grande de l'outil.

Bien qu'on ne l'ait pas représenté sur les dessins, la plupart des fraises anulaires nécessitent un pilote ou un foret de centrage. En pratique, l'alésage 88 de la tige 14, qui est destiné à maintenir le pilote ou le foret, doit présenter au moins une dimension prédéterminée. Ainsi le diamètre interne de la fraise doit être au moins égal au diamètre du pilote ou du foret. Etant donné que la fraise a une âme dont l'épaisseur est supérieure à la profondeur de la rainure, il s'en suit qu'avec un trou destiné au pilote d'une dimension prédéterminée, le diamètre externe d'une fraise selon l'invention peut être inférieur au diamètre externe minimal d'une fraise réalisée selon l'art antérieur.

Un autre avantage, qui découle du fait que la présente fraise a une âme plus épaisse en comparaison de celle de l'art antérieur, réside dans le fait qu'elle peut être réalisée en deux parties, une partie dentée et une partie formant corps, emboîtées axialement dans la région de l'âme et fixées ensemble par filetage, soudage, etc. L'âme plus épaisse permet une telle liaison télescopique sans affecter sensiblement la résistance mécanique de la fraise. Une fraise construite en deux parties de cette manière a évidemment un avantage du point de vue prix de fabrication. Il suffit que la partie dentée soit en acier

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coûteux. De plus, lorsque les dents sont usées, seule la partie dentée doit être remplacée et non pas toute la fraise.

Une âme plus épaisse permet aussi de réaliser un plus grand nombre de dents autour de la périphérie de ladite fraise, étant donné qu'elle est capable de résister à une poussée et à un couple plus forts. Un nombre plus grand de dents se traduit par de plus nombreuses arêtes tranchantes et une coupe plus rapide.

Il a été déterminé que, du point de vue de la résistance mécanique maximale de la fraise par rapport à la facilité d'éjection des copeaux, l'épaisseur de l'âme comprise entre les dents successives doit être d'au moins 55 à 60% de l'épaisseur de la paroi annulaire de la fraise. Dans le cas des fraises du type représenté sur les fig. 5 à 8 et 9, lorsque chaque dent présente quatre arêtes tranchantes, en l'absence de considérations spéciales, il est préférable de former les deux arêtes internes sensiblement à la même largeur et les deux arêtes externes également à la même largeur. Cependant, des considérations particulières peuvent imposer d'autres conditions; par exemple, s'il est souhaitable d'obtenir une surface très lisse sur le lingot cylindrique central, l'arête tranchante 34 la plus interne doit être sensiblement plus étroite que l'arête suivante 36 dans le sens radial. En tout cas, la plus large de ces deux arêtes ne doit pas avoir une largeur supérieure à la profondeur de la rainure 22. Par ailleurs, s'il est souhaitable de percer un trou extrêmement lisse dans une pièce, il faut alors que l'arête tranchante 72 la plus externe soit beaucoup plus étroite que l'arête suivante 70 dans le sens radial. S'il est souhaitable de percer à la fois un trou à paroi lisse et de former une carotte centrale également à paroi lisse, les arêtes tranchantes interne et externe doivent être plus étroites que les arêtes intermédiaires. De toute façon, lorsque la fraise est destinée à percer des trous dans l'acier et comporte au moins quatre arêtes tranchantes, les meilleurs résultats sont obtenus normalement lorsque l'arête tranchante la plus large a une largeur ne dépassant pas 1,59 mm environ. Cependant, si l'on souhaite

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une plus grande rigidité, il est possible d'augmenter considérablement cette largeur des arêtes tranchantes, par exemple jusqu'à deux ou trois fois.

Egalement, bien qu'il soit préférable de réaliser la crête entre les 5 faces détalonnées 56, 58 de façon qu'elle coupe l'arête tranchante la plus externe, pour certaines applications, les faces détalonnées peuvent être meulées de façon que la crête coupe l'une des autres arêtes tranchantes. Par exemple, si la fraise doit être utilisée pour percer un trou dans deux pièces ou davantage qui sont empilées, la crête for-10 mée entre les deux faces détalonnées doit alors se trouver très près de la face interne de la paroi latérale de la fraise. Si la crête ou le point haut de la fraise se trouve à proximité de la face interne de la paroi latérale de la fraise, on rencontre peu de difficultés en faisant avancer la fraise à travers les deux pièces superposées.

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Le point haut de la fraise peut être décalé vers l'arête tranchante interne 34 sans modifier l'emplacement de l'arête 74. Etant donné que la face détalonnée 56 s'incline vers le haut et circonférentiellement, il s'en suit que, si les épaulements 51, 54 présentent une lon-2Q gueur suffisamment accrue, la crête 74 est à distance au-dessus de l'arête 34 au lieu d'être au-dessous de cette dernière. Dans ce cas, l'arête 34 amorce la coupe et pénètre dans la pièce supérieure avant la crête 74. Ainsi, si l'arête 34 est maintenue à une très faible largeur, la petite lèvre qui subsiste sur le lingot taillé ne l'empêche pas de pé-2S nétrer de bas en haut dans l'alésage de la fraise, de manière que cette dernière puisse s'enfoncer librement dans la pièce sous-jacente.

Etant donné qu'un copeau a tendance à se déployer légèrement immédiatement après qu'il a été taillé, il est souhaitable de meuler la surface 28 de la rainure 22 de façon que la profondeur radiale maxi-30 maie de cette dernière se trouve à la jonction des surfaces 28, 32. Cela réduit à un minimum la résistance de frottement du copeau formé par l'arête 38 contre la paroi interne de la rainure.

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1 feuille dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Fraise annulaire à aléser, travaillant de face, qui présente une paroi latérale annulaire généralement cylindrique comportant plusieurs dents de coupe espacées circonférentiellement autour de son extrémité inférieure et un moyen pour monter la fraise sur un élément rotatif d'entraînement, plusieurs rainures se prolongeant vers le haut autour de la périphérie de la paroi annulaire à partir de son extrémité inférieure, chaque rainure ayant une dimension circonfé-rentielle sesiblement supérieure à sa dimension radiale, chaque dent étant relée à la dent adjacente suivante par une âme circonférentielle le long de la face interne de la paroi annulaire, les âmes étant radialement juxtaposées aux rainures et présentant des creux à leurs extrémités inférieures qui se prolongent vers le haut et débouchent à leur extrémité supérieure vers l'extérieur dans la rainure radialement adjacente, chaque rainure présentant des parois latérales avant et arrière circonférentiellement espacées et orientées généralement dans le sens radial et une paroi interne circonférentielle, cette dernière formant le côté radialement externe de l'âme, fraise caractérisée en ce que chaque dent (20) présente une série d'au moins trois arêtes tranchantes (34, 36, 38), orientées radialement, constituées d'une arête (34) radialement interne, d'une arête (38) radialement externe et d'au moins une arête intermédiaire (36), les arêtes interne (34) et intermédiaire (36) de chaque dent (20) étant disposées l'une par rapport à l'autre de façon que chacune d'elles forme un copeau séparé lorsque la fraise (10) est mise en rotation et est avancée dans une pièce, en ce que les creux (42,48) se prolongent vers le haut à partir des arêtes interne (34) et intermédiaire (36) de chaque dent, l'arête interne (38) formant au moins en partie l'extrémité inférieure de la paroi latérale arrière de la rainure adjacente (22), et en ce que chaque rainure a une dimension radiale qui n'est pas inférieure à la dimension radiale de la plus large des arêtes interne (34) et intermédiaire (36), de sorte que, lorsque la fraise (10) est mise en rotation et est avancée axiale-ment dans une pièce métallique, les copeaux formés par les arêtes interne (34) et intermédiaire (36) sur l'âme (26) de la paroi latérale de la fraise sont dirigés vers le haut d'abord dans leur creux respectif (42,48), puis vers le haut de ce creux respectif dans la rainure radialement adjacente (22).
2. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les arêtes tranchantes (34,36, 38) de chaque dent (20) sont décalées circonférentiellement, de sorte que l'extrémité radialement externe de l'arête interne (34) est décalée vers l'avant dans le sens de rotation de la fraise (10) par rapport à l'extrémité radialement interne de l'arête intermédiaire (36), et l'extrémité radialement externe de l'arête intermédiaire (36) est décalée vers l'avant de l'extrémité radialement interne de l'arête externe (38).
3. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les creux comprennent un premier creux (42) se prolongeant vers le haut à partir de l'arête interne (34) et un second creux (48) se prolongeant vers le haut à partir de l'arête intermédiaire (36), mais pas au-delà de l'extrémité supérieure du premier creux (42).
4. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de l'âme (26) dépasse la moitié de l'épaisseur de la paroi annulaire à son extrémité inférieure.
5. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dimensions radiales des arêtes interne (34), intermédiaire (36) et externe (38) sont les mêmes.
6. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête tranchante radialement interne (34) de chaque dent (20) est plus étroite que les arêtes restantes (36, 38).
7. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête tranchante externe (38) est plus étroite que les autres arêtes (34, 36).
8. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux arêtes tranchantes (34, 36) radialement les plus internes ont une dimension radiale combinée qui n'est pas supérieure à l'épaisseur de l'âme (26) à proximité des arêtes.
9. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque dent (20) présente quatre arêtes tranchantes orientées radialement

(34, 36, 70, 72), les deux arêtes (70, 72) les plus externes formant l'extrémité inférieure de la paroi latérale arrière (80) de la rainure adjacente (22).
10. Fraise selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pa-

5 roi latérale arrière (80) de chaque rainure (22) forme une hélice continue et régulière se prolongeant vers le haut à partir des deux arêtes (70, 72) les plus externes sur toute la longueur axiale de la paroi latérale de la fraise (10).
11. Fraise selon la revendication 9, caractérisée en ce que les io quatre arêtes tranchantes (34, 36, 70, 72) sont circonférentiellement décalées progressivement dans le sens de rotation de l'arête radialement externe (72) à l'arête radialement interne (34).
12. Fraise selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'arête radialement la plus externe (72) est décalée par rapport à

15 l'arête suivante (70) dans le sens radial, de façon que les deux arêtes les plus externes forment un seul copeau.
13. Fraise selon la revendication 11, caractérisée en ce que les deux arêtes les plus externes (70, 72) sont suffisamment décalées pour qu'elles forment chacune un copeau distinct.