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DÉPOSANT Monsieur HOUGEN Everett Douglas
TITRE "Fraise à aléser"
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La présente invention concerne les fraises annulaires à aléser.
L'expérience à montre que la durée et l'efficacité d'une fraise à aléser, c'est-à-dire la facilité d'avance dans une pièce métallique et la finition obtenue à l'aide d'une fraise annulaire à aléser, dépendent dans une grande mesure de la facilité avec laquelle les copeaux sont coupés et avec laquelle les copeaux coupés peuvent s'échapper des bords de coupe et pénétrer dans les goujures formées autour de la périphérie externe de la fraise et y remonter. Lorsque les copeaux formés par une fraise annulaire à aléser ne peuvent pas s'éloigner librement des bords de coupe et/ou lorsque les goujures sont bouchées ou obstruées par les copeaux, le couple et la poussée nécessaires à l'avance de la fraise augmentent, la fraise a une usure rapide et la finition du trou formé est dégradé.
Des tentatives d'augmentation du rendement des fraises annulaires à aléser ont déjà rencontré un certain succès. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 609 056 représente une fraise annulaire dans laquelle chaque dent est destinée à couper un seul copeau. Les dents successives sont divisées en groupes de trois et chaque dent de chaque groupe a une configuration lui permettant la découpe d'un copeau dont la largeur correspond à peu près au tiers de la largeur de la dent. Le brevet redélivré des Etats-Unis d'Amérique n 28 416 décrit une fraise annulaire à aléser dans laquelle chaque dent a plusieurs bords de coupe disposés radialement et décalés circonférentiellement.
La face inférieure de chaque dent a des faces en dépouille inclinées radialement en sens opposés et formant un espace, ces faces recoupant une crête dirigée vers le bas qui elle-même recoupe le bord de coupe externe radialement. Chaque bord de coupe est réalisé afin qu'il découpe un copeau individuel. Bien que chaque dent découpe plusieurs copeaux, la configuration de la fraise est telle que le copeau le plus large qui est découpé a une largeur qui ne dépasse pas la profondeur des goujures à la périphérie externe de la fraise. Dans cette fraise particulière, la
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partie continue de la paroi latérale de la fraise a un bord interne de coupe unique.
Des fraises plus récentes ont été réalisées d'une manière différente de celle qui est décrite dans le brevet redélivré des Etats-Unis d'Amérique n 28 416 car, dans ces fraises plus récentes, la partie continue de la fraise est formée avec deux bords de coupe décalés circonférentiellement et non pas un seul bord de coupe. Bien que ces fraises récentes permettent l'utilisation d'une plus grande épaisseur de matière et d'une goujure moins profonde, elles ne donnent pas toujours parfaitement satisfaction néanmoins, surtout lorsqu'elles sont utilisées dans des applications de grande production.
On a déterminé selon l'invention que les difficultés rencontrées dans les tentatives d'obtention d'une circulation libre et sans gêne des copeaux vers l'extérieur, par les goujures d'une fraise annulaire, étaient dues essentiellement au fait que, dès qu'un copeau est coupe, il se dilate dans toutes les directions. Ainsi, juste après sa découpe, un copeau a une largeur supérieure à celle du bord de coupe par lequel il a été formé. Dans le cas des fraises ayant des bords de coupe décalés circonférentiellement sur chaque dent, lorsque la largeur des copeaux découpés par les bords internes de coupe de chaque dent est inférieure à la profondeur des goujures formées à la périphérie externe de la fraise et lorsque ces copeaux sont relativement rigides, ils ne doivent pas avoir tendance à boucher les goujures, au moins théoriquement.
Cependant, la circulation libre de ces copeaux étroits vers le haut dans les goujures est en fait empêchée dans de nombreux cas par les copeaux coupés par les bords de coupe externes.
Dans les fraises ayant des bords de coupe décalés circonférentiellement, les bords de coupe externes aboutissent, à leurs extrémités internes radialement, contre un épaulement circonférentiel formé sur la fraise. En conséquence, lorsque le copeau coupé par un tel bord externe de coupe se dilate, il a tendance à se coincer entre cet épaulement et la paroi du trou coupé. Ce comportement empêche la remontée du copeau à distance du bord de coupe,
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cette condition nécessitant un couple plus important et une poussée plus grande et provoquant une usure plus rapide de l'outil et une mauvaise finition de la surface.
Dans certaines conditions de coupe d'un certain matériau, il arrive souvent que les goujures se bouchent et que les lames se cassent.
Le problème du coincement du copeau découpé par le bord externe de coupe se pose évidemment dans les fraises du type représenté dans le brevet redélivré précité des Etats-Unis d'Amérique n 28 416. En outre, lorsque le bord interne de coupe est disposé dans toute l'épaisseur de la paroi entre les dents successives, la circulation du copeau relativement large découpé par ce bord interne, radialement vers l'extérieur dans la goujure adjacente, est souvent gênée.
L'invention concerne essentiellement la réalisation d'une fraise qui assure une coupe efficace et qui est destinée à favoriser une circulation libre des copeaux dans les goujures de la fraise, sans obstacle, à partir de tous les bords de coupe des dents.
L'invention concerne aussi une fraise du type décrit précédemment dans laquelle les bords externes de coupe sont réalisés de manière qu'ils découpent un copeau ayant une largeur nettement inférieure à celle des bords de coupe externes et évitent le coincement décrit précédemment.
L'invention concerne aussi une fraise annulaire ayant des bords de coupe décalés réalisés de manière que les bords interne et externe de coupe découpent des copeaux qui ont une largeur inférieure à celle des bords de coupe correspondants.
Plus précisément, l'invention concerne la résolution du problème dû au coincement des copeaux formés par les bords de coupe externe d'une fraise annulaire à goujures ayant des bords de coupe interne et externe décalés, par dépouille verticale des faces externes détalonnées d'une dent sur deux et par dépouille verticale des faces internes détalonnées des dents intermédiaires afin que la
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partie radialement externe du bord de coupe externe d'une première dent coupe un copeau épais dont la largeur est nettement inférieure à celle du bord de coupe externe, et que la partie radialement interne du bord de coupe externe de la dent suivante découpe aussi un copeau épais ayant à peu près la même largeur, les deux copeaux étant nettement moins larges que la goujure n'est profonde.
Dans le mode de réalisation préféré, la largeur du bord de coupe interne correspond à l'épaisseur de paroi et la partie radialement interne des faces internes non détalonnées sans dépouille est dépouillée de façon plus importante que les faces détalonnées en dépouille.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une perspective d'une fraise selon l'invention ; la figure 2 est une perspective partielle de la fraise ; la figure 3 est une élévation partielle de la fraise, vue depuis la face avant de l'une des dents ; la figure 4 est une vue de dessous de la dent représentée sur la figure 3 ; la figure 5 est une élévation partielle de la dent suivant celle qui est représentée sur la figure 3 ; la figure 6 est une vue de dessous de la dent représentée sur la figure 5 ; les figures 7a à 7j représentent la progression des dents successives de la fraise dans une pièce ; la figure 8 est une perspective d'une variante de fraise selon l'invention ;
les figures 9, 10, 11, 12 et 13 sont des vues correspondant aux figures 2 à 6 mais dans le cas de la variante de fraise de la figure 8 ; les figures 14a et l4b sont des élévations schématiques représentant la progression de deux dents successives de la fraise des figures 8 à 13, dans une pièce ; et les figures 15 et 16 sont des élévations par-
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tielles de deux dents successives d'une autre variante de fraise.
La fraise annulaire à aléser selon l'invention est destinée à former des trous dans du métal et porte la référence générale 10 sur la figure 1. La fraise a un corps 12 et une tige 14. Le corps 12 a une forme de coupelle retournée, ayant une paroi latérale 16 dont la longueur est supérieure à l'épaisseur de la pièce dans laquelle le trou doit être formé. L'extrémité inférieure de la paroi latérale 16 a, à sa périphérie, plusieurs dents de coupe distantes circonférentiellement. Dans le mode de réalisation représenté, les dents de coupe sont répartis en deux groupes, celles du premier groupe portant la référence 18 et celles du second groupe la référence 20.
Les dents 18, 20 sont disposées en alternance de manière qu'une première. dent 20 soit disposée circonférentiellement entre des dents successives 18. Une goujure spiralée 22 remonte autour de la périphérie externe de la fraise, près de chaque dent. Les goujures successives 22 sont séparées par une portée 24 formée à la périphérie externe de la fraise. Le bord antérieur de chaque portée 24 a une marge étroite 25.
Les parties de la paroi latérale annulaire 16 de la fraise comprises entre les dents successives 18, 20 forment des joues 26. La face radialement externe 28 de chaque joue 26 délimite la paroi radialement interne de chaque goujure 22.
La profondeur de la goujure 22 est à peu près égale à l'épaisseur de la joue 26 ou elle peut être légèrement supérieure ou inférieure à cette épaisseur. Chaque goujure a une paroi latérale antérieure circonférentiellement 30 et une paroi latérale postérieure circonférentiellement 32.
Dans la fraise représentée sur les figures, chaque dent 18, 20 a trois bords de coupe 34,36, 38. Le bord 38 a deux parties 38a, 38b comme décrit précédemment. Le bord de coupe 34 est placé à distance en avant dans le sens de rotation, à partir du bord de coupe 36, et ce dernier est décalé en avant dans le sens de rotation par rapport au bord de coupe 38. Le bord de coupe 34 se trouve à l'extrémité inférieure de la face postérieure 40 d'une gorge
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interne 42 formée dans la joue 24. L'extrémité supérieure de la gorge 42 est inclinée radialement vers l'extérieur et remonte comme indiqué par la référence 44. Le bord de coupe 36 est placé à l'extrémité inférieure de la face postérieure 46 d'une gorge secondaire 48 qui est aussi formée dans la joue 26 directement près de la gorge interne 42.
L'extrémité supérieure de la gorge secondaire 48 est courbée vers le haut radialement vers l'extérieur comme indiqué par la référence 50, au-dessus de la gorge interne 42.
Les bords de coupe 34,36 sont séparés par un épaulement circonférentiel 51, à l'extrémité inférieure de la face radialement interne 52 de la gorge 48. Le bord de coupe 38 se trouve à l'extrémité inférieure de la face postérieure 32 de la goujure 22 et il est décalé en arrière du bord de coupe 36, par un épaulement 54 formé à l'extrémité inférieure de la goujure 22.
La face inférieure de chaque dent a deux faces 56,58 détalonnées qui délimitent un certain espace. Dans la condition de fonctionnement de la fraise (figure 1), la face détalonnée radialement interne 56 est inclinée axialement vers le haut et radialement vers l'intérieur alors que la face détalonnée radialement externe 58 s'incline axialement vers le haut et radialement vers l'extérieur.
En outre, chacune de ces faces détalonnées est inclinée vers le haut depuis les bords de coupe respectifs, en direction circonférentielle, d'une quantité relativement faible, telle que 8 à 10'degrés, afin que l'espace nécessaire par rapport aux bords de coupe soit délimité lorsque l'outil tourne. Les deux faces détalonnées 56,58 se recoupent à une crête 60 dirigée vers le bas qui recoupe elle-même le bord de coupe radialement externe 38 et le divise ainsi en une partie de bord radialement externe 38a et une partie de bord radialement interne 38b. L'inclinaison radiale de la face détalonnée 58 est comprise entre environ 5 et 35 degrés par rapport à l'horizontale et elle est de préférence d'environ 10 degrés.
La face détalonnée interne 56 est inclinée radialement par rapport à l'horizontale avec un angle compris entre-3 et + 25 degrés et de préférence d'environ
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15 degrés. Etant donné l'inclinaison des faces détalonnées 56,58 en direction radiale et en direction circonférentielle, les bords de coupe 34,36, 38 sont non seulement décalés circonférentiellement comme représenté sur les figures 4 et 6 mais sont aussi décalés verticalement, vus de la face avant de la dent comme représenté sur les figures 3 et 5.
Lors de l'utilisation de la fraise décrite précédemment, les copeaux découpés par les bords de coupe 34, 36 ont une largeur inférieure à la profondeur des goujures 22 et peuvent donc facilement se loger dans ces goujures.
Cependant, lorsque le bord de coupe 38 découpe un copeau sur toute sa largeur, dès que ce copeau est coupé, il se dilate et a tendance à se coincer entre l'épaulement 54 et la paroi du trou en cours de coupe. L'invention est destinée à éviter cet effet de coincement par découpe, par chaque bord externe de coupe 38, d'un copeau dont la largeur est inférieure à celle du bord 38.
Il faut noter que la crête 60 formée sur la dent 18 est disposée radialement vers l'intérieur par rapport à la crête 60 formée sur la dent 20. Les crêtes 60 décalées radialement sur les dents successives de la fraise sont dues au fait que, sur chaque dent 18, la face étalonnée 58 est verticalement en dépouille sur toute son étendue radiale vers le haut par rapport à la face détalonnée 58 de chaque dent 20. Ce phénomène provoquerait la disposition vers l'intérieur en direction radiale de la crête 60 de chaque dent 18 par rapport à la crête 60 de chaque dent 20. Selon l'invention, la face détalonnée 56 de chaque dent 20 est en dépouille d'une manière analogue dans toute son étendue radiale vers le haut par rapport à la face détalonnée 56 de chaque dent 18.
La dépouille des faces détalonnées 56 des dents 20 provoque un déplacement des crêtes 60 radialement vers l'extérieur par rapport aux crêtes 60 des dents 18, d'une quantité supplémentaire.
L'importance de la dépouille verticale de ces faces détalonnées n'est pas primordiale mais, dans tous les cas, elle doit être supérieure à la charge théorique
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voulue du copeau sur chaque dent. Par exemple, lors de l'avance d'une fraise à six dents de 0,3 mm par tour, la charge théorique de copeau sur chaque dent est de 0,05 mm.
Ainsi, si la charge théorique de copeau sur chaque dent est de 0,05 mm, les faces détalonnées 56,58 doivent avoir une dépouille verticale comme décrit précédemment sur une distance supérieure à 0,05 mm. En pratique, si l'on suppose qu'une charge de copeau de 0,05 mm est une charge minimale normale de copeau pour laquelle un outil peut fonctionner et qu'une charge de copeau d'environ 0, 125 mm est une charge maximale normale avec laquelle une fraise annulaire de ce type est utilisée, la dépouille verticale, sur les faces détalonnées 56,58, doit être comprise entre 0,075 et 0,3 mm. Cependant, dans le cas des grosses fraises épaisses, l'avance peut être telle que la charge de copeau dépasse notablement 0,125 mm ; la dépouille doit alors at- tendre 0, 5 mm.
En pratique, il est préférable que la dépouille des surfaces soit comprise entre 0,175 et 0,25 mm et soit de préférence de l'ordre de 0,225 mm. Il faut noter que l'étendue maximale de la dépouille dépend des angles d'inclinaison radiale des faces détalonnées et de la largeur du bord de coupe externe si bien que, après dépouille, la crête 60 recoupe encore le bord de coupe externe 38 et non le bord de coupe intermédiaire 36.
Il est très souhaitable que les faces détalonnées interne et externe soient dépouillées de manière que les crêtes des dents successives aient un espacement radial sensiblement égal par rapport à la droite radiale centrale de la goujure. Lorsque les crêtes sont ainsi disposées, les bords de coupe externes des dents successives coupent des copeaux ayant une largeur à peu près constante, chacun étant seulement peu supérieur à la moitié de la profondeur de la goujure. De cette manière, tous les copeaux laissent un espace maximal dans les goujures 22.
L'action de coupe assurée par l'outil tel que décrit précédemment est mieux représentée par la progression des vues des figures 7a à 7j. Ces figures représentent une fraise annulaire du type décrit ayant six dents. Les
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dents désignées 1,3 et 5 (comme indiqué à gauche de la figure 1) correspondent aux dents 18 sur lesquelles la face détalonnée 58 a une dépouille verticale et les dents 2,4 et 6 de la figure 7 correspondent aux dents 20 dont la face détalonnée radialement interne 56 a une dépouille verticale.
Les vues successives 7a à 7j, du haut en bas, indiquent l'action des dents successives de la fraise pour des éléments successifs de rotation égaux au pas des dents successives.
Sur la figure 7a, la fraise est représentée dans la position dans laquelle le bord de coupe 36 a juste commencé à pénétrer dans la face supérieure de la pièce et découpe ainsi un copeau étroit 62 à partir de la face supérieure de la pièce. Dans cette position, le bord de coupe 38 en dépouille vers le haut de la dent n 1 n'a pas encore été au contact de la pièce et le point le plus bas du bord de coupe 34 est prêt à entrer en contact avec la pièce. Lorsque la fraise a tourné d'un pas des dents et a avancé axialement à partir de la position de la figure 7a, le bord de coupe 38 de la dent n 2 pénètre dans la pièce en formant un copeau 64.
Les bords de coupe 34,36 de la dent n 2 ont une dépouille verticale sur une distance supérieure à la charge théorique de copeau formée par l'avance axiale et ainsi le bord de coupe 36 est en réalité audessus de la gorge formée précédemment par le bord correspondant 36 de la dent n 1.
Après la rotation élémentaire suivante et l'avance axiale suivante de la fraise (figure 7c), le copeau 62 formé par le bord de coupe 36 de la dent n 3 est relativement épais puisque le bord de coupe n'a pas de dépouille verticalement, et le bord de coupe 34 de la dent n 3 découpe le copeau 66. La partie radialement interne du bord de coupe 38 formée sur la dent n 3 commence une découpe et forme un copeau 68.
Lorsque l'outil tourne d'une autre quantité élémentaire (figure 7d), la partie radialement externe du bord de coupe 38 découpe une gorge plus large et plus profonde que celle découpée précédemment par le bord 38 de la dent n 2 si bien que le copeau 64 est plus large et plus épais
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que le copeau formé par la partie interne du bord de coupe 38 de la dent précédente. Comme les bords 34,36 de la dent n 4 ont une dépouille verticale sur une distance supérieure à la charge de copeau, ils sont placés audessus des fonds de la gorge formée par les bords de coupe correspondants de la dent n 3. La figure 7e indique l'action de coupe de la dent n'5 après une rotation élémentaire supplémentaire et une avance.
Les bords de coupe 34, 36 découpent alors un copeau 62,66 sur toute la largeur mais seule la partie radialement interne du bord de coupe 38 est efficace si bien que le copeau 68 ainsi découpé a une largeur supérieure à celle du copeau découpé par la partie interne du bord de coupe 38 de la dent n 3.
Bien que les copeaux 62,66 aient une largeur correspondant à celle des bords de coupe 36,34 respectivement et bien que ces copeaux se dilatent d'une certaine mesure juste après leur formation, ils n'ont pas tendance à se coincer dans la fraise s'ils sont relativement étroits puisque, dès que le copeau 66 est formé, il est dirigé radialement vers l'extérieur dans la goujure adjacente 22 par la face supérieure 44 de la gorge 42. De même, dès que le copeau 66 est formé, il est dirigé radialement vers l'extérieur dans la goujure adjacente 22 par la face supérieure 50 de la gorge secondaire 46.
Ainsi, les copeaux étroits formés par les bords de coupe 34,36 sont dirigés dans la goujure adjacente 22 juste après leur formation, et comme la profondeur radiale de la goujure 22 est nettement supérieure à la largeur des copeaux 62,66, ceux-ci circulent normalement d'une manière libre en remontant dans la goujure sans être gênés.
Les figures 7e à 7j montrent que, lorsque tous les bords de coupe ont pénétré dans la pièce, chacun des bords de coupe 38a et 38b forme un copeau de largeur inférieure à la largeur totale du bord de coupe 38. Ainsi, la partie radialement externe du bord 38, sur chaque dent alternée, découpe un copeau 64 et la partie radialement interne de chaque bord de coupe de la dent intermédiaire découpe un copeau 68. En conséquence, comme chacun des
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copeaux 64, 6ss a une largeur inférieure à la profondeur radiale de la goujure 22, ces copeaux se déplacent librement dans les goujures.
Comme les faces détalonnées 56,58 ont une dépouille verticale en alternance comme décrit, supérieure à la charge théorique des copeaux, il faut noter que, lorsque toutes les dents ont pénétré dans la pièce, tous les copeaux sont relativement épais et ont une épaisseur maximale réelle supérieure à la charge théorique de copeau. Lorsque les copeaux sont relativement épais, ils ont tendance à rester sous forme générale rectiligne au lieu de s'enrouler étroitement ; en conséquence, ils n'ont pas tendance à s'imbriquer dans d'autres copeaux et ainsi ils circulent plus facilement vers le haut dans les goujures de la fraise.
En outre, comme toutes les faces détalonnées 58 sont. inclinées par rapport à l'horizontale suivant un angle relativement petit, de préférence d'environ 10 degrés, les copeaux découpés essentiellement par la partie 38a de bord sont dirigés de façon générale directement le long de la goujure au lieu d'être dirigés radialement vers l'intérieur contre la face radialement interne de la goujure. La circulation libre de tous les copeaux formés par les bords de coupe, vers le haut dans les goujures, est ainsi facilitée sans obstacle.
Comme indiqué précédemment, lorsque le courant de copeaux partant des bords de coupe et remontant dans les goujuresn'est pas perturbé, le couple et la poussée nécessaires à la pénétration de la fraise sont considérablement réduits. De même, les bords de coupe s'émoussent beaucoup moins vite et la durée de la fraise est prolongée.
De plus, comme les bords de coupe restent affûtés et comme les copeaux ne se coincent pas contre la paroi du trou formé, la finition de surface ainsi obtenue est notablement supérieure à celle qui est obtenue avec les fraises connues.
Selon l'invention, les bords de coupe 34,36 des dents alternées seulement ont une action de coupe. Comme les bords de coupe 34,36 des dents 20 (c'est-à-dire les dents numérotées 2,4 et 6 dans le mode de réalisation des
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figures 1 à 7j) n'assurent aucune coupe, les bords de coupe 34,36 de ces dents peuvent être totalement suppri- més. L'opération peut être facilement réalisée par enlèvement de chaque dent 20 complètement par meulage sur sa largeur comme indiqué par le trait radial interrompu 70 sur les figures 2 et 4. Dans ce cas, seules les dents 18 ont les bords de coupe internes 34,36.
Lorsque les dents 20 ont seulement un bord de coupe externe 38, l'étendue circonférentielle de chaque dent est relativement courte et, comme chaque dent 20 ne découpe qu'un seul copeau étroit, la goujure adjacente 22 peut avoir une largeur circonférentielle nettement inférieure à celle des goujures adjacentes aux dents 18 qui doivent loger ces copeaux étroits. Ainsi, lorsque les dents 20 n'ont qu'un seul bord de couoe, un plus grand nombre de dents peut être formé sur une fraise d'un diamètre prédéterminé. Ce plus grand nombre de dents permet l'obtention non seulement d'une fraise plus robuste mais aussi assure une coupe
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T plus rapide pour une même vitesse en surface.
En outre, comme une partie seulement des bords de coupe de chaque dent assure en réalité la coupe, les parties restantes sont facilement inondées par le fluide de refroidissement des- cendant dans le passage formé dans la tige de la fraise, si bien que la chaleur dégagée peut être rapidement dissipée.
La fraise représentée sur les figures 8 à 14b est de façon générale du type représenté dans le brevet redélivré des Etats-Unis d'Amérique précité n 28 416. Elle diffère de celle qui est décrite précédemment essentiellement en ce que chaque dent est formée avec deux bords de coupe seulement au lieu de trois, le bord interne de coupe 35 étant disposé sur toute l'épaisseur de la joue 26.
Pour des raisons indiquées dans la suite du présent mémoire, bien que le bord de coupe interne 35 ait une largeur qui correspond à l'épaisseur de la joue 26, cette dernière peut avoir une épaisseur égale à la moitié environ de l'épaisseur de paroi de la fraise ou légèrement supérieure à cette épaisseur. Comme le bord de coupe interne 35 est placé sur toute la largeur de la fraise, il suffit qu'une seule gorge
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42 soit formée entre les dents successives.
Comme dans le mode de réalisation déjà décrit, les faces externes détalonnées 58 des dents 18 ont une dépouille verticale et les faces détalonnées internes 56 des dents 20 ont une dépouille analogue. Ainsi, les crêtes 60 des dents successives sont décalées radialement de la même manière que dans le mode de réalisation décrit pré-
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cédemment. Cependant, dans le mode de réalisation des figures 8 à l4b, dans lequel le bord de coupe interne 35 est placé sur toute l'épaisseur de la joue 26, les faces détalonnées internes 56 des dents 18 sont dépouillées comme représenté sur les figures 9, 12 et 13. Ces faces étalonnées sont dépouillées vers le haut sur une partie seulement de leur largeur, c'est-à-dire la partie la plus à l'intérieur en direction radiale.
Les bords internes de coupe 35 des dents 18 sont ainsi divisés en une partie radialement interne 35a et une partie radialement externe 35b. Comme l'indiquent les figures 9 et 13, les faces détalonnées des dents 18 sont dépouillées de cette manière sur toute leur étendue circonférentielle si bien que les faces détalonnées 56 sont divisées en deux parties 56a et 56b, l'intersection portant la référence 61.
Au niveau du bord de coupe 35, l'intersection 61 est de préférence placée radialement vers l'intérieur par rapport à l'épaulement 54, à une distance comprise entre le quart et la moitié de l'épaisseur de la joue 26.
Comme expliqué dans la suite du présent mémoire, cette disposition permet la formation de copeaux de dimension voulue par les bords internes de coupe. Comme les faces détalonnées internes 56 des dents 20 sont dépouillées afin que l'action voulue de coupe soit obtenue, il est essentiel que les surfaces 56b des dents 18 soient dépouillées sur une plus grande étendue, de préférence correspondant à deux à trois fois la dépouille des faces détalonnées 56 des dents 20. Par exemple, si les faces détalonnées des dents 20 ont une dépouille d'environ 0,25 mm, l'étendue de la dépouille des faces détalonnées 56b des dents 18 doit être comprise entre environ 0,5 et 0,75 mm, à la périphérie interne de la
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fraise.
L'action de coupe produite par l'outil représente sur les figures 8 à 13 est illustrée plus clairement par les vues des figures 14a et 14b correspondant à une progression. Comme les faces détalonnées 56,58 des dents successives sont dépouillées de la même manière que dans le mode de réalisation dejà décrit, les bords externes de coupe 38 des dents successives forment les copeaux 64 et 68 indiqués sur les figures 14a, 14b, analogues aux copeaux correspondants représentés sur les figures 7a à 7j. Cependant, les bords de coupe internes des dents successives découpent chacun un copeau dont la largeur est inférieure à celle du bord de coupe 35.
Comme les faces détalonnées 56b de chaque dent 18 sont dépouillées comme indiqué sur les figures 12 et 13, la partie radialement externe du bord de coupe 35 de chaque dent 18 découpe un copeau portant la référence 63b sur la figure 14a, et la partie radialement interne des bords de coupe 35 de chaque dent 20 forme un copeau 63a indiqué sur la figure 14b. Les largeurs des copeaux 63a et 63b dépendent de l'emplacement radial de l'intersection 61. Comme le copeau radialement interne 63a a à parcourir radialement une plus grande distance avant d'atteindre une goujure 22 de la fraise, il est préférable que les copeaux 63a aient une largeur inférieure à celle des copeaux 63b.
Ainsi, comme représenté sur les figures 14a et 14b sur lesquelles l'intersection 61 est séparée de l'épaulement 54 par une distance égale au tiers de l'épaisseur de la joue 26, le copeau 63a est nettement plus étroit que le copeau 63b.
Une autre variante de l'invention est représentée sur les figures 15 et 16. La fraise représentée dans ce mode de réalisation est de façon générale la même que celle des figures 8 à 14b car la fraise a un seul bord de coupe (repéré par la référence 37) sur la partie formant la joue de la fraise, mais elle peut avoir deux bords de coupe comme indiqué sur les figures 1 à 7j. Les faces détalonnées des dents successives ont en alternance une dépouille comme dans les modes de réalisation précédents,
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mais d'une manière légèrement différente. Ainsi, les dents sont formées à l'origine avec des faces détalonnées internes 56 et des facesdétalonnées externes 58 qui se recoupent à une crête 63 dirigée vers le bas.
Sur chaque dent 18 (figure 16), la face détalonnée externe 58 a une dépouille verticale allant de la crête 63 à la périphérie externe de la fraise comme indiqué par la référence 58c.
L'importance de la dépouille de la face détalonnée 58c à la périphérie externe de la fraise se trouve dans la plage indiquée précédemment, c'est-à-dire entre 0,075 et 0,5 mm, suivant la charge prévue de copeau, et de préférence elle est comprise entre 0,175 et 0,25 mm environ.
De même, les faces détalonnées internes 56 des dents 20 (figure 15) ont une dépouille verticale vers le haut sur la longueur voulue à partir de la crête 63, radialement vers l'intérieur comme indiqué par la référence 56d. Lorsque les dents successives ont une dépouille de cette manière, les crêtes 63 de toutes les dents restent dans la même position axiale et radiale. Cette disposition est souhaitable dans le cas des fraises de petit diamètre ayant un petit nombre de dents. Par exemple, lorsque la fraise n'a que quatre dents, les quatre crêtes 63 sont au contact de la pièce et commencent en même temps à attaquer et découper la pièce et donnent ainsi moins de broutement et une meilleure précision que lorsque deux crêtes seulement viennent initialement au contact de la pièce.
La figure 16 représente une variante de formation de dépouille dans la partie radialement interne du bord de coupe interne 37. Dans cette variante, le bord de coupe interne de chaque dent 18 est divisé en parties radialement interne et radialement externe 37a et 37b par meulage d'un épaulement vertical à la face détalonnée interne 56 comme indiqué par la référence 37c. Comme dans le mode de réalisation des figures 8 à 14b, la dépouille verticale de la partie 37a de bord de coupe doit être supérieure, de préférence de deux à trois fois, à la dépouille formée au bord interne 37 de la dent 20.
L'emplacement de l'épaulement 37c, en direction radiale, est déterminé par
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les facteurs qui déterminent l'emplacement de l'intersection 61 de la fraise représentée sur les figures 12 et 13, c'est-à-dire les dimensions relatives des copeaux formés par les bords de coupe internes successifs.
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DEPOSITOR Mr. HOUGEN Everett Douglas
TITLE "Boring cutter"
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The present invention relates to annular burs to be bored.
Experience has shown that the duration and efficiency of a reamer, that is to say the ease of advance in a metal part and the finish obtained using an annular reamer , depend to a large extent on the ease with which the chips are cut and with which the cut chips can escape from the cutting edges and penetrate into the flutes formed around the outer periphery of the cutter and back up there. When the shavings formed by an annular cutter to be bored cannot move away freely from the cutting edges and / or when the flutes are blocked or obstructed by the shavings, the torque and the thrust required in advance of the cutter increase, the cutter has rapid wear and the finish of the hole formed is degraded.
Attempts to increase the yield of annular cutters to be bored have already met with some success. For example, U.S. Patent No. 3,609,056 shows an annular cutter in which each tooth is intended to cut a single chip. The successive teeth are divided into groups of three and each tooth of each group has a configuration allowing it to cut a chip whose width corresponds to approximately one third of the width of the tooth. Reissued US Patent No. 28,416 describes an annular boring cutter in which each tooth has several cutting edges arranged radially and circumferentially offset.
The underside of each tooth has undercut faces inclined radially in opposite directions and forming a space, these faces intersecting a crest directed downwards which itself intersects the outer cutting edge radially. Each cutting edge is made so that it cuts an individual chip. Although each tooth cuts several chips, the configuration of the cutter is such that the widest chip which is cut has a width which does not exceed the depth of the flutes at the external periphery of the cutter. In this particular strawberry, the
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continuous part of the side wall of the cutter has a single internal cutting edge.
More recent milling cutters have been produced in a different manner from that described in reissued US Patent No. 28,416 because, in these more recent milling cutters, the continuous part of the milling cutter is formed with two edges cutting edges circumferentially and not a single cutting edge. Although these recent milling cutters allow the use of a greater thickness of material and a shallower flute, they are not always entirely satisfactory nevertheless, especially when they are used in large production applications.
It has been determined according to the invention that the difficulties encountered in the attempts to obtain a free and unhindered movement of the chips towards the outside, by the flutes of an annular cutter, were essentially due to the fact that, as soon as 'a chip is cut, it expands in all directions. Thus, just after being cut, a chip has a width greater than that of the cutting edge by which it was formed. In the case of strawberries having cutting edges offset circumferentially on each tooth, when the width of the chips cut by the internal cutting edges of each tooth is less than the depth of the flutes formed at the external periphery of the strawberry and when these chips are relatively rigid, they should not tend to block the flutes, at least theoretically.
However, the free flow of these narrow chips upward through the flutes is in fact prevented in many cases by the chips cut by the external cutting edges.
In milling cutters having circumferentially offset cutting edges, the outer cutting edges end at their inner ends radially against a circumferential shoulder formed on the milling cutter. Consequently, when the chip cut by such an external cutting edge expands, it tends to become wedged between this shoulder and the wall of the cut hole. This behavior prevents the chip from rising away from the cutting edge,
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this condition requiring greater torque and greater thrust and causing faster wear of the tool and poor surface finish.
Under certain conditions of cutting a certain material, it often happens that the flutes become blocked and that the blades break.
The problem of the jamming of the cut chip by the external cutting edge obviously arises in the cutters of the type represented in the aforementioned reissued patent of the United States of America No. 28,416. In addition, when the internal cutting edge is arranged in the entire thickness of the wall between the successive teeth, the circulation of the relatively wide chip cut by this internal edge, radially outward in the adjacent flute, is often hampered.
The invention essentially relates to the production of a cutter which ensures efficient cutting and which is intended to promote free movement of the chips in the flutes of the cutter, without obstacle, from all the cutting edges of the teeth.
The invention also relates to a cutter of the type described above in which the external cutting edges are produced so that they cut a chip having a width significantly less than that of the external cutting edges and avoid the jamming described above.
The invention also relates to an annular cutter having offset cutting edges made so that the internal and external cutting edges cut chips which have a width less than that of the corresponding cutting edges.
More specifically, the invention relates to solving the problem due to the jamming of the chips formed by the outer cutting edges of an annular cutter with flutes having offset internal and external cutting edges, by vertical clearance of the bent external faces of a tooth on two and by vertical draft of the beaded internal faces of the intermediate teeth so that the
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radially external part of the external cutting edge of a first tooth cuts a thick chip whose width is much less than that of the external cutting edge, and that the radially internal part of the external cutting edge of the next tooth also cuts a chip thick having about the same width, the two chips being much narrower than the flute is not deep.
In the preferred embodiment, the width of the internal cutting edge corresponds to the wall thickness and the radially internal part of the internal faces that are not bent without draft is stripped more significantly than the faces bent in draft.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective of a milling cutter according to the invention; Figure 2 is a partial perspective view of the cutter; Figure 3 is a partial elevation of the cutter, seen from the front of one of the teeth; Figure 4 is a bottom view of the tooth shown in Figure 3; Figure 5 is a partial elevation of the tooth according to that shown in Figure 3; Figure 6 is a bottom view of the tooth shown in Figure 5; Figures 7a to 7j show the progression of successive teeth of the cutter in a workpiece; Figure 8 is a perspective of a variant of a cutter according to the invention;
Figures 9, 10, 11, 12 and 13 are views corresponding to Figures 2 to 6 but in the case of the strawberry variant of Figure 8; Figures 14a and 14b are schematic elevations showing the progression of two successive teeth of the cutter of Figures 8 to 13, in a room; and Figures 15 and 16 are elevations par-
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tials of two successive teeth of another strawberry variant.
The annular cutter to be bored according to the invention is intended to form holes in metal and has the general reference 10 in FIG. 1. The cutter has a body 12 and a rod 14. The body 12 has the shape of an inverted cup, having a side wall 16 whose length is greater than the thickness of the part in which the hole is to be formed. The lower end of the side wall 16 has, at its periphery, several circumferentially spaced cutting teeth. In the embodiment shown, the cutting teeth are divided into two groups, those of the first group having the reference 18 and those of the second group the reference 20.
The teeth 18, 20 are arranged alternately so that a first. tooth 20 is disposed circumferentially between successive teeth 18. A spiral flute 22 rises around the outer periphery of the cutter, near each tooth. The successive flutes 22 are separated by a surface 24 formed at the outer periphery of the cutter. The front edge of each staff 24 has a narrow margin 25.
The parts of the annular lateral wall 16 of the cutter comprised between the successive teeth 18, 20 form cheeks 26. The radially external face 28 of each cheek 26 delimits the radially internal wall of each flute 22.
The depth of the flute 22 is approximately equal to the thickness of the cheek 26 or it may be slightly greater or less than this thickness. Each flute has a circumferentially front side wall 30 and a circumferentially rear side wall 32.
In the cutter shown in the figures, each tooth 18, 20 has three cutting edges 34, 36, 38. The edge 38 has two parts 38a, 38b as described above. The cutting edge 34 is placed at a distance forward in the direction of rotation, starting from the cutting edge 36, and the latter is offset forward in the direction of rotation relative to the cutting edge 38. The cutting edge 34 is at the lower end of the rear face 40 of a groove
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internal 42 formed in the cheek 24. The upper end of the groove 42 is inclined radially outwards and rises as indicated by the reference 44. The cutting edge 36 is placed at the lower end of the rear face 46 d a secondary groove 48 which is also formed in the cheek 26 directly near the internal groove 42.
The upper end of the secondary groove 48 is curved upwards radially outwards as indicated by the reference 50, above the internal groove 42.
The cutting edges 34, 36 are separated by a circumferential shoulder 51, at the lower end of the radially internal face 52 of the groove 48. The cutting edge 38 is located at the lower end of the rear face 32 of the flute 22 and it is offset behind the cutting edge 36, by a shoulder 54 formed at the lower end of the flute 22.
The underside of each tooth has two untwisted sides 56, 58 which delimit a certain space. In the operating condition of the milling cutter (FIG. 1), the radially inner bent face 56 is inclined axially upwards and radially inwards while the radially outer bent face 58 tilts axially upwards and radially towards the 'outside.
In addition, each of these bent faces is inclined upward from the respective cutting edges, in the circumferential direction, by a relatively small amount, such as 8 to 10 'degrees, so that the space required relative to the edges of cut is defined when the tool is rotating. The two untwisted faces 56, 58 intersect with a downwardly directed ridge 60 which itself intersects the radially outer cutting edge 38 and thus divides it into a radially outer edge portion 38a and a radially inner edge portion 38b. The radial inclination of the bent face 58 is between approximately 5 and 35 degrees relative to the horizontal and it is preferably approximately 10 degrees.
The internal beaded face 56 is inclined radially relative to the horizontal with an angle of between -3 and + 25 degrees and preferably about
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15 degrees. Given the inclination of the bent faces 56, 58 in the radial direction and in the circumferential direction, the cutting edges 34, 36, 38 are not only offset circumferentially as shown in FIGS. 4 and 6 but are also offset vertically, seen from the front of the tooth as shown in Figures 3 and 5.
When using the cutter described above, the chips cut by the cutting edges 34, 36 have a width less than the depth of the flutes 22 and can therefore easily be accommodated in these flutes.
However, when the cutting edge 38 cuts a chip over its entire width, as soon as this chip is cut, it expands and tends to get caught between the shoulder 54 and the wall of the hole being cut. The invention is intended to avoid this jamming effect by cutting, by each external cutting edge 38, a chip whose width is less than that of the edge 38.
It should be noted that the crest 60 formed on the tooth 18 is arranged radially inwards relative to the crest 60 formed on the tooth 20. The crests 60 offset radially on the successive teeth of the cutter are due to the fact that, on each tooth 18, the calibrated face 58 is vertically tapered over its entire radial extent upwards with respect to the detalinated face 58 of each tooth 20. This phenomenon would cause the crest 60 of each inwardly disposed in the radial direction tooth 18 relative to the crest 60 of each tooth 20. According to the invention, the jagged face 56 of each tooth 20 is in a similar manner in all its radial extent upward relative to the jagged face 56 of each tooth 18.
The clearance of the bent faces 56 of the teeth 20 causes the ridges 60 to move radially outward relative to the ridges 60 of the teeth 18, by an additional amount.
The importance of the vertical clearance of these beaded faces is not essential but, in all cases, it must be greater than the theoretical load
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desired chip on each tooth. For example, when advancing a 0.3 mm six-tooth cutter per revolution, the theoretical chip load on each tooth is 0.05 mm.
Thus, if the theoretical chip load on each tooth is 0.05 mm, the bent faces 56.58 must have a vertical draft as described above over a distance greater than 0.05 mm. In practice, assuming that a chip load of 0.05 mm is a normal minimum chip load for which a tool can operate and that a chip load of about 0.125 mm is a maximum load normal with which an annular milling cutter of this type is used, the vertical draft, on the beaded sides 56,58, must be between 0,075 and 0,3 mm. However, in the case of large thick strawberries, the feed may be such that the chip load significantly exceeds 0.125 mm; the draft must then wait for 0.5 mm.
In practice, it is preferable that the clearance of the surfaces is between 0.175 and 0.25 mm and is preferably of the order of 0.225 mm. It should be noted that the maximum extent of the draft depends on the angles of radial inclination of the beaded faces and on the width of the external cutting edge so that, after draft, the crest 60 still intersects the external cutting edge 38 and not the intermediate cutting edge 36.
It is very desirable that the inner and outer beaded faces are stripped so that the ridges of the successive teeth have a substantially equal radial spacing relative to the central radial straight line of the flute. When the ridges are thus arranged, the external cutting edges of the successive teeth cut chips having an approximately constant width, each being only slightly greater than half the depth of the flute. In this way, all the chips leave a maximum space in the flutes 22.
The cutting action provided by the tool as described above is better represented by the progression of the views in FIGS. 7a to 7j. These figures represent an annular cutter of the type described having six teeth. The
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designated teeth 1,3 and 5 (as indicated on the left of figure 1) correspond to the teeth 18 on which the bent face 58 has a vertical draft and the teeth 2,4 and 6 of figure 7 correspond to the teeth 20 whose face radially internal undercut 56 has a vertical draft.
The successive views 7a to 7j, from top to bottom, indicate the action of the successive teeth of the cutter for successive elements of rotation equal to the pitch of the successive teeth.
In FIG. 7a, the cutter is shown in the position in which the cutting edge 36 has just started to penetrate into the upper face of the part and thus cuts a narrow chip 62 from the upper face of the part. In this position, the cutting edge 38 at the top of tooth n 1 has not yet been in contact with the workpiece and the lowest point of the cutting edge 34 is ready to come into contact with the workpiece . When the milling cutter has rotated one of the teeth and has advanced axially from the position of FIG. 7a, the cutting edge 38 of the tooth 2 enters the part by forming a chip 64.
The cutting edges 34, 36 of tooth n 2 have a vertical draft over a distance greater than the theoretical chip load formed by the axial advance and thus the cutting edge 36 is in reality above the groove previously formed by the corresponding edge 36 of tooth n 1.
After the next elementary rotation and the following axial advance of the cutter (FIG. 7c), the chip 62 formed by the cutting edge 36 of tooth n 3 is relatively thick since the cutting edge does not have a vertical clearance, and the cutting edge 34 of tooth n 3 cuts the chip 66. The radially internal part of the cutting edge 38 formed on tooth n 3 starts cutting and forms a chip 68.
When the tool rotates by another elementary quantity (FIG. 7d), the radially external part of the cutting edge 38 cuts a wider and deeper groove than that cut previously by the edge 38 of tooth n 2 so that the chip 64 is wider and thicker
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as the chip formed by the internal part of the cutting edge 38 of the previous tooth. Since the edges 34,36 of tooth # 4 have a vertical draft over a distance greater than the chip load, they are placed above the bottoms of the groove formed by the corresponding cutting edges of tooth # 3. Figure 7e indicates the cutting action of tooth n'5 after an additional elementary rotation and a feed.
The cutting edges 34, 36 then cut a chip 62, 66 over the entire width, but only the radially internal part of the cutting edge 38 is effective so that the chip 68 thus cut has a width greater than that of the chip cut by the internal part of the cutting edge 38 of tooth # 3.
Although the chips 62.66 have a width corresponding to that of the cutting edges 36.34 respectively and although these chips expand to some extent immediately after their formation, they do not tend to get caught in the cutter if they are relatively narrow since, as soon as the chip 66 is formed, it is directed radially outward in the adjacent flute 22 by the upper face 44 of the groove 42. Similarly, as soon as the chip 66 is formed, it is directed radially outwards in the adjacent flute 22 by the upper face 50 of the secondary groove 46.
Thus, the narrow chips formed by the cutting edges 34, 36 are directed into the adjacent flute 22 just after their formation, and since the radial depth of the flute 22 is significantly greater than the width of the chips 62, 66, these circulate normally in a free way by going up in the flute without being obstructed.
Figures 7e to 7j show that, when all the cutting edges have entered the workpiece, each of the cutting edges 38a and 38b forms a chip with a width less than the total width of the cutting edge 38. Thus, the radially external part from edge 38, on each alternating tooth, cuts a chip 64 and the radially internal part of each cutting edge of the intermediate tooth cuts a chip 68. Consequently, like each of the
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chips 64, 6ss has a width less than the radial depth of the flute 22, these chips move freely in the flutes.
As the untwisted faces 56, 58 have an alternating vertical draft as described, greater than the theoretical load of the chips, it should be noted that, when all the teeth have entered the part, all the chips are relatively thick and have a maximum thickness actual greater than the theoretical chip load. When the shavings are relatively thick, they tend to stay in a generally straight shape rather than curling tightly; consequently, they do not tend to nest in other shavings and thus they flow more easily upward through the flutes of the strawberry.
In addition, like all the uncut faces 58 are. inclined to the horizontal at a relatively small angle, preferably about 10 degrees, the chips cut essentially by the edge portion 38a are generally directed directly along the flute instead of being directed radially towards the interior against the radially internal face of the flute. The free circulation of all the chips formed by the cutting edges, upwards in the flutes, is thus facilitated without obstacle.
As indicated above, when the chip flow from the cutting edges and back into the flutes is not disturbed, the torque and the thrust necessary for the penetration of the cutter are considerably reduced. Likewise, the cutting edges become dull much less quickly and the life of the cutter is extended.
In addition, as the cutting edges remain sharp and as the chips do not get caught against the wall of the hole formed, the surface finish thus obtained is notably superior to that which is obtained with known milling cutters.
According to the invention, the cutting edges 34, 36 of the alternating teeth only have a cutting action. As the cutting edges 34, 36 of the teeth 20 (i.e. the teeth numbered 2,4 and 6 in the embodiment of the
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Figures 1 to 7j) do not make any cut, the cutting edges 34, 36 of these teeth can be completely removed. The operation can be easily carried out by removing each tooth 20 completely by grinding over its width as indicated by the broken radial line 70 in FIGS. 2 and 4. In this case, only the teeth 18 have the internal cutting edges 34, 36.
When the teeth 20 have only one external cutting edge 38, the circumferential extent of each tooth is relatively short and, since each tooth 20 only cuts a single narrow chip, the adjacent flute 22 can have a circumferential width significantly less than that of the flutes adjacent to the teeth 18 which must accommodate these narrow chips. Thus, when the teeth 20 have only one edge of the neck, a greater number of teeth can be formed on a milling cutter of a predetermined diameter. This greater number of teeth allows not only to obtain a more robust cutter but also ensures a cutting
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T faster for the same surface speed.
In addition, since only part of the cutting edges of each tooth actually cuts, the remaining parts are easily flooded by the coolant descending in the passage formed in the cutter shank, so that the heat released can be quickly dissipated.
The milling cutter represented in FIGS. 8 to 14b is generally of the type represented in the aforementioned reissued patent of the United States of America no. 28,416. It differs from that which is described above essentially in that each tooth is formed with two cutting edges only instead of three, the internal cutting edge 35 being arranged over the entire thickness of the cheek 26.
For reasons indicated in the remainder of this specification, although the internal cutting edge 35 has a width which corresponds to the thickness of the cheek 26, the latter may have a thickness equal to approximately half of the wall thickness strawberry or slightly greater than this thickness. As the internal cutting edge 35 is placed over the entire width of the cutter, it is sufficient that a single groove
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42 is formed between successive teeth.
As in the embodiment already described, the bent external faces 58 of the teeth 18 have a vertical draft and the internal bent faces 56 of the teeth 20 have a similar draft. Thus, the ridges 60 of the successive teeth are offset radially in the same manner as in the embodiment described above.
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cedent. However, in the embodiment of FIGS. 8 to 14b, in which the internal cutting edge 35 is placed over the entire thickness of the cheek 26, the internal bent faces 56 of the teeth 18 are stripped as shown in FIGS. 9, 12 and 13. These calibrated faces are stripped upwards over only part of their width, that is to say the innermost part in the radial direction.
The internal cutting edges 35 of the teeth 18 are thus divided into a radially internal part 35a and a radially external part 35b. As shown in FIGS. 9 and 13, the detalibrated faces of the teeth 18 are stripped in this way over their entire circumferential extent so that the detalibrated faces 56 are divided into two parts 56a and 56b, the intersection being marked with the reference 61.
At the cutting edge 35, the intersection 61 is preferably placed radially inwards relative to the shoulder 54, at a distance of between a quarter and half the thickness of the cheek 26.
As explained in the remainder of this specification, this arrangement allows the formation of chips of desired size by the internal cutting edges. As the internal bent faces 56 of the teeth 20 are stripped so that the desired cutting action is obtained, it is essential that the surfaces 56b of the teeth 18 are stripped over a greater extent, preferably corresponding to two to three times the draft of the untagged faces 56 of the teeth 20. For example, if the untangled faces of the teeth 20 have a draft of about 0.25 mm, the extent of the taper of the untapped faces 56b of the teeth 18 should be between about 0.5 and 0.75 mm, at the inner periphery of the
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strawberry.
The cutting action produced by the tool shown in Figures 8 to 13 is illustrated more clearly by the views of Figures 14a and 14b corresponding to a progression. As the jagged faces 56, 58 of the successive teeth are stripped in the same manner as in the embodiment already described, the external cutting edges 38 of the successive teeth form the chips 64 and 68 indicated in FIGS. 14a, 14b, similar to the corresponding shavings shown in Figures 7a to 7j. However, the internal cutting edges of the successive teeth each cut a chip whose width is less than that of the cutting edge 35.
As the bent faces 56b of each tooth 18 are stripped as indicated in FIGS. 12 and 13, the radially external part of the cutting edge 35 of each tooth 18 cuts a chip bearing the reference 63b in FIG. 14a, and the radially internal part cutting edges 35 of each tooth 20 forms a chip 63a indicated in FIG. 14b. The widths of the chips 63a and 63b depend on the radial location of the intersection 61. Since the radially internal chip 63a has to travel radially a greater distance before reaching a flute 22 of the cutter, it is preferable that the chips 63a have a width less than that of the chips 63b.
Thus, as shown in FIGS. 14a and 14b in which the intersection 61 is separated from the shoulder 54 by a distance equal to one third of the thickness of the cheek 26, the chip 63a is significantly narrower than the chip 63b.
Another variant of the invention is shown in Figures 15 and 16. The cutter shown in this embodiment is generally the same as that of Figures 8 to 14b because the cutter has a single cutting edge (marked with the reference 37) on the cheek portion of the cutter, but it may have two cutting edges as shown in Figures 1 to 7j. The uncurled faces of the successive teeth alternately have a draft as in the previous embodiments,
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but in a slightly different way. Thus, the teeth are originally formed with internal beaded faces 56 and external beaded faces 58 which overlap with a crest 63 directed downwards.
On each tooth 18 (FIG. 16), the external bent face 58 has a vertical draft going from the crest 63 to the external periphery of the cutter as indicated by the reference 58c.
The amount of clearance from the bent face 58c at the outer periphery of the cutter is in the range indicated above, that is to say between 0.075 and 0.5 mm, depending on the expected chip load, and preferably it is between 0.175 and 0.25 mm approximately.
Similarly, the internal bent faces 56 of the teeth 20 (FIG. 15) have a vertical draft upwards over the desired length from the crest 63, radially inwards as indicated by the reference 56d. When the successive teeth have a draft in this way, the ridges 63 of all the teeth remain in the same axial and radial position. This arrangement is desirable in the case of small diameter cutters having a small number of teeth. For example, when the cutter has only four teeth, the four ridges 63 are in contact with the workpiece and at the same time begin to attack and cut the workpiece and thus give less chatter and better precision than when only two ridges come initially in contact with the part.
FIG. 16 represents a variant of draft formation in the radially internal part of the internal cutting edge 37. In this variant, the internal cutting edge of each tooth 18 is divided into radially internal and radially external parts 37a and 37b by grinding d 'a vertical shoulder to the internal untwisted face 56 as indicated by the reference 37c. As in the embodiment of FIGS. 8 to 14b, the vertical draft of the cutting edge part 37a must be greater, preferably two to three times, than the draft formed at the internal edge 37 of the tooth 20.
The location of the shoulder 37c, in the radial direction, is determined by
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the factors which determine the location of the intersection 61 of the cutter shown in FIGS. 12 and 13, that is to say the relative dimensions of the chips formed by the successive internal cutting edges.