FR2875722A1 - Cutter for e.g. piercing ferrous material, has sets of teeth with cutting edges separated in pairs by different angles and with different geometric or dimensional characteristic, on preset cutting section - Google Patents
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Abstract
Description
FRAISE DE COUPECUTTING STRAW
La présente invention concerne une fraise de coupe comportant au moins deux dents, chacune pourvue d'au moins une arête de coupe définie par l'intersection entre une lèvre et une goujure, les lèvres et les goujures définissant des hélices coaxiales de sens d'enroulement identique. The present invention relates to a cutting cutter comprising at least two teeth, each provided with at least one cutting edge defined by the intersection between a lip and a flute, the lips and flutes defining coaxial winding direction propellers. identical.
Les fraises de coupe sont largement répandues et sont utilisées sur des machines outils pour réaliser différents types d'usinages tels que par exemple du perçage, du rainurage, du surfaçage, de l'alésage, etc. Dans des conditions d'utilisation sévères, les fraises de coupe existantes ont des performances d'usinage limitées. En effet, il est fréquent, lors du fraisage, que la fraise de coupe génère des vibrations dommageables pour la pièce à usiner et/ou la fraise de coupe, voire même pour la fraiseuse elle-même. On est donc obligé, pour limiter les dommages inhérents à ces vibrations, de limiter la vitesse de rotation de la fraise de coupe et/ou la vitesse du déplacement relatif entre la fraise de coupe et la pièce à usiner. Les rendements d'usinage en sont diminués d'autant. Cutters are widely used and are used on machine tools to perform various types of machining such as drilling, grooving, surfacing, boring, etc. Under severe operating conditions, existing cutters have limited machining performance. Indeed, it is common, during milling, that the cutting cutter generates damaging vibrations for the workpiece and / or the cutter, or even for the milling machine itself. It is therefore necessary, to limit the damage inherent in these vibrations, to limit the rotational speed of the cutter and / or the speed of relative movement between the cutting cutter and the workpiece. The machining efficiencies are reduced accordingly.
Par ailleurs, il est courant que les copeaux issus du fraisage s'entortillent sans se casser sur plusieurs centimètres le long des goujures. Le frottement et le contact entre ces longs copeaux et la fraise de coupe provoquent un échauffement dommageable pour la durée de vie et l'efficacité de la fraise de coupe. Moreover, it is common that the chips from milling twist without breaking several inches along the flutes. The friction and the contact between these long chips and the cutting cutter cause a heating that is harmful for the life and efficiency of the cutter.
De plus, à ce jour, chaque fraise de coupe est dédiée à un type d'opération d'usinage spécifique tel que l'ébauche, la semi-finition, la finition, pour une gamme particulière de matériaux à usiner. Chaque fraise de coupe est donc réalisée dans un matériau spécifique pour le matériau à usiner avec des caractéristiques dimensionnelles dédiées à une opération d'usinage particulière. Pour répondre aux différents besoins d'usinage, il faut donc disposer d'un stock conséquent de fraises de coupe différentes. Ce stock représente un investissement lourd et génère des problèmes de place de stockage et de gestion. De plus, pour réaliser les différentes opérations de fraisage (ébauche, semifinition, finition), il est nécessaire de changer de fraise de coupe, d'où des temps de fabrication conséquents et des rendements insuffisants. In addition, to date, each cutting cutter is dedicated to a specific type of machining operation such as roughing, semi-finishing, finishing, for a particular range of materials to be machined. Each cutter is therefore made of a specific material for the material to be machined with dimensional characteristics dedicated to a particular machining operation. To meet the different machining needs, it is therefore necessary to have a large stock of different cutters. This stock represents a heavy investment and generates storage and management problems. In addition, to perform the various milling operations (roughing, semifinition, finishing), it is necessary to change cutting cutter, resulting in significant manufacturing time and insufficient yields.
Les fraises de coupe existantes ne sont donc pas satisfaisantes. Existing cutters are therefore unsatisfactory.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une fraise de coupe polyvalente, utilisable pour tout type d'opérations d'usinage telle que l'ébauche, la semi-finition, la finition, de même que pour une large gamme de matériaux à usiner, ayant de bonnes performances de coupe et une longue durée de vie limitant les problèmes de vibrations induites lors du fraisage, favorisant l'évacuation des copeaux et permettant ainsi de diminuer le nombre de fraises de coupe nécessaires et les temps de changement d'outils. The present invention aims to overcome these disadvantages by providing a versatile cutting cutter, usable for any type of machining operations such as roughing, semi-finishing, finishing, as well as for a wide range of materials to machining, with good cutting performance and long service life, minimizing the problems of vibration induced during milling, favoring the evacuation of chips and thus reducing the number of cutters required and tool change times .
Dans ce but, l'invention concerne une fraise de coupe du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce que, sur au moins un tronçon utile de coupe prédéterminé, au moins deux de ses dents ont au moins une caractéristique dimensionnelle ou géométrique différente. For this purpose, the invention relates to a cutting cutter of the kind indicated in the preamble, characterized in that, on at least one predetermined section of useful section, at least two of its teeth have at least one different dimensional or geometrical characteristic.
Selon une forme de réalisation préférée, ces deux dents au moins comportent des arêtes de coupe ayant des angles d'hélice et des pas différents, par exemple le pas d'une première arête de coupe étant supérieur au pas d'une seconde arête de coupe d'une valeur comprise entre 8 et 12% et de préférence sensiblement égale à 10%. Le premier pas a par exemple une valeur comprise entre 24 et 85 mm et le second pas a par exemple une valeur comprise entre 25 et 96 mm. According to a preferred embodiment, these two teeth at least comprise cutting edges having different helix angles and pitch, for example the pitch of a first cutting edge being greater than the pitch of a second cutting edge. a value of between 8 and 12% and preferably substantially equal to 10%. The first step has for example a value between 24 and 85 mm and the second step has for example a value between 25 and 96 mm.
De manière avantageuse, les deux dents au moins comportent des lèvres ayant des largeurs de lèvre différentes et/ou des profils convexes différents. Advantageously, the at least two teeth comprise lips having different lip widths and / or different convex profiles.
Ces deux dents au moins comportent de préférence des goujures ayant des profondeurs de goujure différentes, par exemple une première goujure ayant une première profondeur de goujure supérieure à la seconde profondeur de goujure d'une seconde goujure d'une valeur comprise entre 0 et 10% et de préférence sensiblement égale à 2%. La première profondeur de goujure a par exemple une valeur choisie entre 1,3 et 4,8 mm et la seconde profondeur de goujure a par exemple une valeur choisie entre 1,35 et 4,85 mm. These at least two teeth preferably comprise flutes with different flute depths, for example a first flute having a first flute depth greater than the second flute depth of a second flute with a value between 0 and 10%. and preferably substantially equal to 2%. The first depth of flute has for example a value chosen between 1.3 and 4.8 mm and the second flute depth has for example a value chosen between 1.35 and 4.85 mm.
De manière avantageuse, les deux dents au moins comportent au moins des goujures ayant des largeurs de goujure différentes et/ou des profils concaves différents. Advantageously, the at least two teeth comprise at least flutes with different flute widths and / or different concave profiles.
La fraise de coupe comporte avantageusement au moins trois dents dont les arêtes de coupe consécutives sont séparées par paire par des angles de position consécutifs différents. The cutter advantageously comprises at least three teeth whose consecutive cutting edges are separated in pairs by different consecutive position angles.
La fraise de coupe comporte avantageusement au moins quatre dents dont les arêtes de coupe consécutives sont respectivement séparées par paire par un premier angle de position compris entre 75 et 90 et de préférence sensiblement égal à 85 , et par un second angle de position compris entre 105 et 90 et de préférence sensiblement égal à 95 . The cutter advantageously comprises at least four teeth whose consecutive cutting edges are respectively separated in pairs by a first angle of position of between 75 and 90 and preferably substantially equal to 85, and by a second angle of position of between 105.degree. and 90 and preferably substantially equal to 95.
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un mode de réalisation en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels: les figures 1A et 1B sont des vues de deux côtés différents de la fraise de coupe selon l'invention, et la figure 2 est une vue en plan de l'extrémité coupante de la fraise de coupe des figures 1A et I B. En référence aux figures, la fraise de coupe 1 comporte une zone de préhension 10 destinée à être saisie par le porte-outil de la fraiseuse et une zone de travail 11 destinée à l'usinage de la pièce à usiner. La zone de travail 11 comporte quatre dents d 1-d4 pourvues chacune d'une arête de coupe cl-c4 définie par l'intersection entre une lèvre 11-14 et une goujure g 1-g4. Il est bien entendu que la fraise de coupe 1 peut comporter un nombre de dents différent paire ou impaire. Les lèvres 11-14 et les goujures gl-g4 définissent des hélices coaxiales de sens d'enroulement identique. The present invention and its advantages will appear better in the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting example, in which: FIGS. 1A and 1B are views of two different sides of the cutter according to the invention, and FIG. 2 is a plan view of the cutting end of the cutting bit of FIGS. 1A and 1B. With reference to the figures, the cutting bit 1 comprises a gripping area 10 intended to to be grasped by the toolholder of the milling machine and a working area 11 for machining the workpiece. The working zone 11 has four teeth d 1 -d4 each provided with a cutting edge c1-c4 defined by the intersection between a lip 11-14 and a flute g 1 -g4. It is understood that the cutter 1 can have a different number of teeth pair or odd. The lips 11-14 and the gl-g4 flutes define coaxial helices of identical winding direction.
Selon l'invention, cette fraise de coupe 1 comporte au moins une dent dld4 dont au moins une caractéristique dimensionnelle ou géométrique est, sur au moins un tronçon utile de coupe prédéterminé, différente de celle d'une autre dent d4-dl. En référence aux figures, les dents dl-d4 ont, par paire, des lèvres 11-la, des goujures gl-g4 et des arêtes de coupe c 1-c4 différentes en dimensions et en géométrie, sur un tronçon utile de coupe prédéterminé s'étendant sur toute la longueur de la zone de travail 11. Il est bien entendu que le tronçon utile de coupe prédéterminé peut avoir une longueur inférieure à celle de la zone de travail 11. De même seules les lèvres 11-14, ou seules les goujures g 1-g4, ou seules les arêtes c 1-c4, peuvent être différentes entre elles. According to the invention, this cutting bit 1 comprises at least one tooth dld4, at least one dimensional or geometric feature is, on at least one useful section of predetermined cut, different from that of another tooth d4-dl. With reference to the figures, the teeth d1-d4 have, by pairs, lips 11-la, gl-g4 flutes and cutting edges c 1 -c4 which are different in size and in geometry, over a predetermined section of useful section. extending along the entire length of the working zone 11. It is understood that the predetermined useful cutting section may have a length less than that of the working zone 11. Likewise only the lips 11-14, or only the flutes g 1-g4, or only edges c 1 -c4, may be different from each other.
Dans cet exemple, les lèvres 11 et 13 ont des largeurs de lèvre L11 sensiblement égales, les lèvres 12 et 14 ont des largeurs de lèvre L12 sensiblement égales et les largeurs de lèvre L11 et Ln sont différentes. In this example, the lips 11 and 13 have substantially equal lip widths L11, the lips 12 and 14 have substantially equal lip widths L12 and the lip widths L11 and Ln are different.
Par ailleurs, les goujures g1 et g3 ont des largeurs de goujure Lgl sensiblement égales, les goujures g2 et g4 ont des largeurs de goujure Lg2 sensiblement égales et les largeurs de goujure Lgl et Lg2 sont différentes. Les goujures gl et g3 ont des profondeurs de goujure Pg 1 sensiblement égales, les goujures g2 et g4 ont des profondeurs Pg2 sensiblement égales et les profondeurs Pgl et Pg2 sont différentes. Les différences dimensionnelles et géométriques permettent de définir des profils d'évacuation des copeaux différents favorisant ainsi leur évacuation. On the other hand, flutes g1 and g3 have substantially equal flute widths Lgl, flutes g2 and g4 have substantially equal flute widths Lg2, and flute widths Lg1 and Lg2 are different. The flutes g1 and g3 have substantially equal flute depths Pg 1, the flutes g2 and g4 have substantially equal depths Pg2 and the depths Pg1 and Pg2 are different. The dimensional and geometrical differences make it possible to define different chip evacuation profiles, thus favoring their evacuation.
A l'extrémité libre de la fraise de coupe 1, les lèvres 11-14 et les goujures gl-g4 sont aussi différentes d'une dent dl-d4 à une autre. At the free end of the cutter 1, the lips 11-14 and flutes g1-g4 are also different from one tooth dl-d4 to another.
De plus, les angles d'hélice (31 et pas P1 des arêtes de coupe cl, c3 sont sensiblement identiques, les angles d'hélice [32 et pas P2 des arêtes de coupe c2, c4 sont sensiblement identiques et, les angles d'hélice 131 et [32 et les pas Pl, P2 sont différents. In addition, the helix angles (31 and not P1 of the cutting edges C1, c3 are substantially identical, the helix angles [32 and not P2 of the cutting edges c2, c4 are substantially identical and, the angles of helix 131 and 32 and the steps P1, P2 are different.
Les différences dimensionnelles et géométriques des lèvres 11-14 et des arêtes de coupe cl-c4 permettent d'attaquer la pièce à usiner différemment à chaque arête de coupe cl-c4. Ainsi, les fréquences étant différentes, les vibrations induites sont moins importantes qu'avec des arêtes de coupe identiques. Les arêtes de coupe cl-c4 sont prolongées par une dépouille cdl-cd4 par exemple circulaire et ayant une longueur de listel comprise entre 0,2 et 0,7 mm. The dimensional and geometrical differences of the lips 11-14 and the cutting edges c1-c4 make it possible to attack the workpiece differently at each cutting edge c1-c4. Thus, the frequencies being different, the vibrations induced are less important than with identical cutting edges. The cutting edges c1-c4 are extended by a recess cdl-cd4, for example circular and having a length of listel between 0.2 and 0.7 mm.
Enfin les arêtes de coupe cl, c2 et c3, c4 sont séparées deux à deux par des angles de position al sensiblement identiques, les arêtes de coupe c2, c3 et c4, et sont séparées deux à deux par des angles de position a2 sensiblement identiques, les angles de position al, a2 étant différents. La variation entre ces angles de position al, a2 permet d'éviter une trop grande régularité des coups portés par les arêtes de coupe 11-c4 successives sur la pièce à usiner contribuant également à la réduction des vibrations. Elle permet de plus de favoriser le fractionnement des copeaux, facilitant ainsi leur évacuation, d'où une diminution des vibrations et de l'échauffement de la fraise de coupe 1 et de la pièce à usiner. Finally, the cutting edges c1, c2 and c3, c4 are separated in pairs by substantially identical position angles a1, the cutting edges c2, c3 and c4, and are separated in pairs by substantially identical position angles a2. , the position angles al, a2 being different. The variation between these angles of position al, a2 makes it possible to avoid excessive regularity of the blows carried by the successive cutting edges 11-c4 on the workpiece, which also contributes to the reduction of vibrations. It also allows to promote the splitting of chips, facilitating their evacuation, resulting in a reduction of vibration and heating of the cutter 1 and the workpiece.
Des résultats particulièrement encourageants ont été obtenus avec des dents dl-d4 ayant des caractéristiques dimensionnelles telles que décrites ci-après: un pas Pl par exemple supérieur de 8 à 12% et de préférence supérieur d'environ 10% au pas P2, un pas P1 compris entre 24 et 85 mm et un pas P2 compris entre 25 et 96 mm, une profondeur de goujure Pg 1 supérieure de 0 à 10% et de préférence supérieure d'environ 2% à la profondeur de goujure, une profondeur de goujure Pgl compris entre 1,3 et 4,8 mm et une profondeur de goujure Pg2 comprise entre 1,35 et 4,85 mm, un angle de position al compris entre 75 et 90 et de préférence sensiblement égal à 85 , un angle de position a2 compris entre 105 et 90 et de préférence sensiblement égal à 95 . Particularly encouraging results have been obtained with dl-d4 teeth having dimensional characteristics as described below: a pitch P 1, for example greater than 8 to 12% and preferably greater than about 10%, at step P2, a step P1 between 24 and 85 mm and a pitch P2 between 25 and 96 mm, a flute depth Pg 1 greater from 0 to 10% and preferably greater than about 2% to the flute depth, a flute depth Pgl between 1.3 and 4.8 mm and a flute depth Pg2 of between 1.35 and 4.85 mm, a position angle α between 75 and 90 and preferably substantially equal to 85, an angle of position a2. between 105 and 90 and preferably substantially equal to 95.
En effet, une fraise de coupe 1 ayant ces caractéristiques dimensionnelles et géométriques, est très stable. Elle génère moins de sollicitations et donc moins de vibrations d'où une large gamme d'applications pour réaliser des opérations d'ébauche, de serai-finition, de finition sur une large gamme de matériaux, à des vitesses de rotation et/ou de déplacement relatif supérieures. Indeed, a cutting bit 1 having these dimensional and geometric characteristics, is very stable. It generates less stress and therefore less vibration, hence a wide range of applications for roughing, serai-finishing, finishing on a wide range of materials, at rotation speeds and / or higher relative displacement.
Le tableau ci-après donne des valeurs indicatives préconisées pour les caractéristiques dimensionnelles des quatre dents dl-d4 de la fraise de coupe 1 en fonction de son diamètre. Des essais menés avec des fraises de coupe 1 ayant ces valeurs ont permis d'obtenir une capacité de débit de copeaux supérieure de 20 à 25% et une réduction notable des vibrations ce qui augmente la durée de vie de la fraise de coupe 1. The following table gives recommended values for the dimensional characteristics of the four teeth dl-d4 of the cutter 1 as a function of its diameter. Testing with cutting cutters 1 having these values has resulted in a greater chip throughput capacity of 20 to 25% and a significant reduction in vibration which increases the life of the cutter 1.
Le diamètre extérieur de la fraise de coupe 1 peut bien entendu être inférieur ou supérieur aux valeurs indicatives figurant dans le tableau ci-après. Les caractéristiques dimensionnelles et géométriques des dents dl-d4 seront adaptées en conséquence. The outer diameter of the cutter 1 can of course be lower or higher than the indicative values given in the table below. The dimensional and geometric characteristics of teeth dl-d4 will be adapted accordingly.
Diamètre fraise Pas des arêtes de Angle de position Profondeur des de coupe entre arêtes de goujures (mm) (mm) coupe ( ) coupe (mm) cl, c3 c2, c4 al, a3 a2, a4 Pgl Pg2 6 25 27 85 95 1,41 1,44 8 33 36 85 95 1,88 1,92 42 45 85 95 2,30 2,35 12 50 55 85 95 2,97 3,03 14 58 65 85 95 3,44 3,50 16 66 74 85 95 3,83 3,90 18 75 83 85 95 4,35 4,44 84 93 85 95 4,70 4,80 Selon une variante de réalisation non représentée, les lèvres 11-14 et/ou les goujures g1-g4 peuvent présenter au moins deux profils respectivement convexes et concaves différents d'une dent à l'autre. Cutter diameter Not edges of Position angle Cutting depth between flute edges (mm) (mm) cut () cut (mm) cl, c3 c2, c4 al, a3 a2, a4 Pg Pg2 6 25 27 85 95 1 , 41 1.44 8 33 36 85 95 1.88 1.92 42 45 85 95 2.30 2.35 12 50 55 85 95 2.97 3.03 14 58 65 85 95 3.44 3.50 16 66 74 85 95 3,83 3,90 18 75 83 85 95 4,35 4,44 84 93 85 95 4,70 4,80 According to a variant embodiment, not shown, the lips 11-14 and / or the flutes g1- g4 may have at least two profiles respectively convex and concave different from one tooth to another.
Une même fraise de coupe 1 peut ainsi usiner, de manière polyvalente, aussi bien des matériaux ferreux, non ferreux ou tout autre type de matériaux, pour réaliser toute sorte d'opérations d'usinage telles que l'ébauche, la semi-finition, la finition. The same cutting bit 1 can thus machine, in a versatile manner, both ferrous and non-ferrous materials or any other type of material, to perform all kinds of machining operations such as roughing, semi-finishing, finishing.
Ces fraises de coupe 1 peuvent être réalisées en acier rapide à outil dit HSS ou ARS, 15 en carbure de tungstène à matrice métallique dit carbure monobloc ou WC/Co, en Cermet à matrice métallique ou tout autre matériau adapté. These cutters 1 can be made of high-speed tool steel said HSS or ARS, 15 tungsten carbide metal matrix carbide said monobloc or WC / Co, cermet metal matrix or any other suitable material.
Cette description met bien en évidence que la fraise de coupe 1 selon l'invention permet de répondre aux buts fixés en proposant un outil polyvalent, efficace et permettant d'atteindre de bons rendements d'usinage avec une qualité d'usinage optimale. This description clearly shows that the cutting cutter 1 according to the invention makes it possible to meet the goals set by proposing a versatile, efficient tool that makes it possible to achieve good machining efficiencies with optimum machining quality.
La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. The present invention is not limited to the embodiment described but extends to any modification and variation obvious to a person skilled in the art while remaining within the scope of protection defined in the appended claims.
Claims (13)
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FR0410184A FR2875722A1 (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Cutter for e.g. piercing ferrous material, has sets of teeth with cutting edges separated in pairs by different angles and with different geometric or dimensional characteristic, on preset cutting section |
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FR2875722A1 true FR2875722A1 (en) | 2006-03-31 |
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Family Applications (1)
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FR0410184A Pending FR2875722A1 (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Cutter for e.g. piercing ferrous material, has sets of teeth with cutting edges separated in pairs by different angles and with different geometric or dimensional characteristic, on preset cutting section |
Country Status (1)
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