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"Méthode de taillage, par génération , des engrenages coniques".
On sait que si deux pignons coniques différents A et B (fig, 1) engrènent tous deux avec une roue plane Cils pourront engrener parfaitement entre eux. On a par suite essayé, dans le taillage des engrenages coniques par génération , de créer, au moyen de l'outil, une roue plane conique c'est à dire dont - .
1':angle de cône primitif serait 180 de manière à pouvoir façonner tous les engrenages coniques correspondants . Maie les outils et les mouvements employés jusqu'ici n'ont pas conduit à la réalisa- tien de cette roue plane idéale travaillant.
La présente invention a pour objet une méthode de taillage des engrenages coniques par génération suivant laquelle en utilise une fraise-via à filet partiel à un seul pas qui tout
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zn tournant sur elle"même se balance d'un mouvement pendulaire qui est conjugué avec une augmentation et une diminution aller-' natives proportionnées , de la vitesse de rotation du plateau porte ébauche .
Peur le t aillage des engrenages coniques normaux
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des @piro-coniques , des hyperboliques et des spiro-hyperbo1i- ques en emploiera une fraise ayant la forme ci-dessus indiquée d'une vis à filet partiel à un seul pas
Pour le taillage des engrenages à dents courbes en emploiera une fraise de même principe que la précédente mais qui au lieu d'être formée d'une hélice sur un cylindre sera fermée d'une spirale sur un plateau et travaillera en tout 4
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Les flg* 2 à 15 des dessins annexés montrent les fermes de réalisation des frai.ses employées avec la méthode renferme à l'invention ,
etschématiquement une machine capable de donner automatiquement à la fraise et à l'ébauche les mou-
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vemente nécessaires * Les fige 2 et 3 montrent la fraie-vis respec- tivement en vue de face et de profil
La fig*4 est la section à grande échelle d'une
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dent de cette vis #
Les fig,, 5 et 6 montrent partiellement en vue de côté et de face une machine pour Inexécution de la méthode objet de l'invention .
La fig. 7 est un schéma général du mécanisme carac
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téri etique de cette machine La fig, 8 est un schéma explicatif du dé saxage de la fraies pour le taillage des engrenages piro.eoniques
La fig, 9 montre une surface hyperbolique avec l'indication de l'inclinaison à donner à la fraise pour la %ailler ,
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La fig, 10 montre en vue de face la frai se en api.
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rale sur plateau , ou fraice-cloche.
La fig 11 montre cette fraise en vue de côté en travail
La fig. 12 est une section à grande échelle d'une dent de la fraise
Les fig, 13 et 14 motrent schématiquement les mou- velents de la fraise et des ébauches , dans le taillage d'un couple d'engrenages coniques à dents courbes .
La fig, 15 montre les deux sortes d'inclinaison à donner aux glissières du porte-fraise pour le taillage de ce couple d'engrenages ,
Ainsi qu'on le voit sur les fig. 2 et 3 la frai.... se employée est une fraise-vis réduite à une fraction de filet.
Les caractéristiques sont établies d'après la thèe- rie suivante :
Un même profil de dent a b c d tournant d'un mou- vement uniforme, pourra tailler les creux a b e f a b g h de largeurs différentes , et toute la série intermédiaire, selon la vitesse avec laquelle l'ébauche à tailler se déplace devant la fraise:
-
Or en sait que cette vitesse (vitesse circonféren- tielle du pignon conique ) croit proportionnellement depuis le sommet du cône primitif -ou elle est nulles jusqu'au grand module, la fraise taille donc un creux croissant régulièrement en lar@eur. De plus comme la fraise descend non pas parallè. à la génératrice du cône mais parallèlement lement/au fond du creux , elle creuse de plus en plus profondé- ment 0
En chacun des points la largeur taillée est.
égale à = la largeur de la fraise augmentée du déplacement de l'ébauche pendant le passage des dents de la fraie* . et diminuée du déplacement transversal de ces dents , grâce au pas de la fraise, ce qui se traduit par les équations suivantes )
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Soient 1 et 2 les primitifs des modules extrèmes :
m M 11 12- les largeurs de la fraise à ces mêmes primitifs,, L1 L2- les largeurs des creux à tailler à ces mêmes primitifs p- le pas de la fraisa Ó- l'angle formé par les dents extrêmes de la fraise (fig. 3) ss- l'angle de pression de la frai se (fig. 4)
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On a 1- 11 + -4 m 0( - p = Jl . m ( L) 360 '36d' 6 28 12" - Tl 11 0\. , - < '### La )
Ces deux équations n'étant que l'expression de la largeur taillée suivant les déplacements ci-dessus .
Enfin l'angle de taillage "ss " est obtenu par la formule :
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30 tg /9 12- li ; Î. 5 . ¯m ¯ ,T #a ¯ ; R..' ¯ .
De ces trois équations on tire ss Ó et p qui dé- terminent les caractéristique* de la fraiser
Il est à remarquer qu'une fraise ainsi calculée pour tailler du module 1 au module 2 pourra tailler tous les engrenages coniques ayant cemme modules extrêmes 1 et 2 quel que soit leur nombre de dentsmais que cette même fraise pour-
8 à un module ra également tailler un engrenage du module/légèrement plus élevé ou du module 1 à ce module ,pourvu que le profil des dents soit assez allongé vers le haut
On possède donc une fraise qui non seulement peut tailler tous les nombres de dents mais encore une série très étendue de modules ce qui n'a jamais été obtenu jusqu'ici *
La limite d'utilisation sera atteinte lorsque le passage des N dents de la fraise creuserait au fond de la den-
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tare N aillons distincts ,
et non plus un seul fond plat .
Si cette fraise descendait suivant une trajectoire rextiligne (comme dans thés machines à tailler cylindriques : Pfautter Laurentz ) elle tracerait dans l'espace un secteur étroit de la roue plane @@ëale et creuserait dans l'ébauche une série de creux à section trapézoïdale (profil de crémaillère) convergents vers le sommer du cône primitif
Mais si, conformément à l'invention on imprime à la fraise pendant la taille ,un mouvement d'oscillation pen- dulaire ayant comme centre d'oscillation le sommet du cône primitif et si on donne à l'ébauche.
un mouvement conjugué (en série que l'ébauche suiven le balancement de la fraise ) en obtiendra par le fait même te roulement de l'ébauche sur la roue plane idéale et un taillage théorique parfait
Ces deux mouvements conjugués : balancement de la fraise et roulements de l'ébauche sont obtenus par exemple de la manière suivante (fig. 5,6,7)
Les glissières 1 du chariot porte-fraise, montées sur la tête circulaire 2 de la machine , orientable au moyen d'une vis tangente 3 sont , de plus , inclinables-auteur d'un axe 2a.
Leurs oscillations alternatives sur la tête circulaire, par une iotation alternée de la vis tangente , donneront au cha- riet porte-fraise et à la fraise , le mouvement pendulaire cher- che. La rotation alter, ée est communiquée à la vis sans fin par un inverseur 6 et l'amplitude de l'oscillation est réglable soit par des butées commandant l'inverseur soit par un excen- trique soit par tout autre moyen
L'inclinaison autour de l'axe 2 fait descendre la fraise suivant la ligne de fond de creux des dents et permet d'obtenir ainsi à volonté la roue idéale plane.
Le plateau tournant 4 est inclinable autour de l'a- xe 5a de la vis tangente 5, en sorte que l'ébauche conique peut s'incliner à l'angle désiré
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Pour obtenir le roulement de l'ébauche sur la tra- jectoire de la vis-fraise oscillante des accélérations et des ralentissements successifs sont donnés à la rotation du plateau porte-ébauche Ces augmentations et ces diminutions de vitesse sont conjuguées avec lesbalancements aller et retour des glis- sières par exemple par le moyen suivant
La vis tangente 3 actionnant l'oscillation des glissières commande par l'intermédiaire d'une tête de cheval 7 et d'une nouvelle vis tangente 8 un différentiel 9 monté sur l'arbre 10-11 commandant la rotation du plateau porte-ébauche 4 La tête de cheval 7 reçoit un train de quatre roues donnant la valeur des sinus des angles de
taillage , en sorte que le pla. teau circulaire tourne plus vite ou plus lentement en harmonie avec l'avance ou le retard de la fraise provoqué par l'oscilla** tien des glissières *
Quand la vis 3 fait tourner la tête circulaire 2 dans le sens dea aiguilles d'une montre (flèche f, fige 6) par l'intermédiaire de la tête de cheval 7,et de la vis tangente 8 elle actionne en même temps le différentiel 9 et accélère la rotation du plateau porte-ébauche dans le sens conjugué de la flèche fi (fig* 7) . Quand la rotation de la vis tangente 3 est inversée , la tête circulaire tourne en sens contraire et le plateau porte-ébauche subit un ralentissement dans sa rota- tien .
Tout en descendant la fraise oscille donc et tail- le exactement les dents avec flancs en développante 1 car avec cette combinaison de mouvements l'ébauche roule sur la roue plane idéale que trace la fraise La fraise 'accomplit une oscillation par tour et travaille une portion de dent à chaque tour 0 Pour un tour de l'ébauche , la fraise accomplit autant de tours qu'il y a de dents Quand la descente de la fraise est terminée , toutes les dents sont creusées
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Quoique le mouvement pendulaire des glissières soit solidaire de la rotation du plateau porte-ébauche ,
il est éta- bli pour ne présenter aucun synchronisme avec ce dernier mouve- ment afin déviter les facettes sur les flânes des dents
Engrenages spiro-coniques.
Pour tailler avec la fraise et la machine-décrites, des engrenages spiro-coniques il suffira de déplacer la fraise en dehors du plan vertical qui passe par l'axe de l'ébauche ,
On voit fig, 8 qu'en amenant la fraise de 0 en O1, cette fraise engendrera une roue plane à dents Dl ,D2, D3 etc*** inclinées , tangentes au cercle de rayon 001 . Les dents creu- donc sées dans l'ébauche par cette roue seront/en spirale
Engrenages hyperboliques
Pour tailler de tels engrenages , la fraise n'est pas désaxée , elle reste dans l'axe des glissières Les ébauches d'une paire d'engrenages à tailler seront décalées l'une à droite ,
l'autre à gauche du plan d'oscillation *
Dans ce but la machine comportera un chariot porte- ébauche mobile transversalement. Pour amener la fraise en con- tact avec les ébauches , les glissières seront inclinées à droite eu à gauche de manière que la trajectoire de la fraise s'incline suivant la génératrice A B (fig, 9) L'ébauche doit être inclinée dans le plan perpendiculaire aux glissières de façon que cette génératrice de l'hyperboloïde primitif soit dans un plan vertical parallèle au plan des glissières.
Engrenages spiro-hyperboliques
Pour le taillage de ces engrenages il suffit outre les dispositions précédentes , de désaxer la fraise La fraise et l'ébauche sont donc désaxées par rapport à leur position initiale dansle taillage des engrenages coniques à dents droites.
Ces mises en application de l'invention peuvent être résumées ainsi :
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1 - Ebauche et fraise dans l'axe de la machine
Taillage conique normal .
2 - Fraise désaxée , ébauche dans l'axe :
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Taillage tpixciqe ,
3 - Fraise dans l'axe , ébauche désaxée ;
Taillage hyperbolique
4 - Fraise et ébauche désaxées t
Taillage spire-hyperboliques
Engrenages à dents courbes.
Les engrenages coniques à dents courbes peuvent être taillés par la même méthode que les précédentes mais l'ou- til au lieu d'être une fraise en hélice sur cylindre sera une fraise en spirale 30 sur plateau 31 , fig. 10 et 11 qui tra- vaillera en bout (fig. 11)
Le profil des dents est trapézoïdal . L'angle de
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pression /? les largeurs 11 t 12 (fig, 12) , l'angle fQrné par les dents de finition , le pas ± de la spire se calcu lant par les équations déjà établies à propos de la fraise- via, à laquelle la présente fraise est en principe identique.
Si l'on suppose que cette fraise ainsi déterminée, tournant autour de son axe soit mise en contact avec une ébauche cenique , et que l'avance ne se fasse plus par une descente verticale de la fraise , mais par une avance horizon- tale de l'ébauche Vers la fraise on conçoit très bien que la fraise va tailler dans l'ébauche une série de dents en spirales, seront mais dont les flancs/rectilignes.
Si maintenant on donne à cette fraise-disque; pen- dant son travail le mouvement de balancement, décrit au Bre- vet principal en même temps qu'on imprime à la rotation de l'é- bauche les accélérations et les ralentissements conjugués en
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obtiendra des dents courbes dont le profil sera en développante de cercle .
Pour tailler 2 dentures conjuguées -dont les rayons de courbure sont opposés -une seule fraise- disque suffit (fig. 13 et 14) , sans inverser le mouvement de rotation de la fraise , le premier pignon est taillé par la partie de la fraise tournant de haut en bas , et le second par la partie de la fraise travaillant de bas en haut en inversant la totation de l'ébauche ; de plus le centre d'oscillations des glissières restant le même pour la taille de ces 2 pignons , l'axe dn pla- teau porte-ébauche nu bouge pas non plus ;
de sont les positions moye nne s des glissières qui seront diversement inclinées (fig, 15) pour amener la denture de la fraise en contact avec le centre de l'ébauche à gauche les oscillations varieront de 0-4 à 0-5;à droite , de 0-1 à 0-2.
Engrenages hyperboliques à dents courbes ou hypeides.
Pour la taillage de tels engrenages avec la. frai-. se des fig. 10 et 11 l'ébauche est dé@axée, le centre de la fraise est déplacé par rapport au centre d'osicillation des glissières d'une quantité déterminée .Les glissières sont in- clinées pour assurer le contact de la fraise avec l'ébauche.
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