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" Machine à fileter "
La présente invention a pour objet une machine à fileter qui fonctionne comme un tour parallèle, mais dans lequel l'objet à fileter tourne toujours dans le même sens.
Le filetage s'opère par passes successives, dont le nombre est fonction du diamètre et de la dureté de l'objet à fileter..
Les caractéristiques principales de cette machine résident dans ce fait que les changements de pas de file- tage se font sans'utilisation d'engrenages comme dans les machines à fileter ordinaires, et que la relativité de
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profondeur des passes successives se règle automatiquement selon la profondeur totale du filent
Conformément à l'invention, l'outil de coupe est monté sur un porte-outil de tour ordinaire fixé sur une glissière coulissant longitudinalement, et, pour régler le pas de filetage exécuté par la machine, on règle à volonté le rapport entre le nombre de tours de l'arbre principal de commande de la machine et l'avance longitudinale du porte- outil grâce à une plaque amovible à pans obliques,
qui est déplacée perpendiculairement au mouvement du porte-outil pendant un certain nombre de tours de l'arbre de commande (en agissant par l'un de ses pans pendant ce déplacement sur le porte-outil), puis qui est ramenée rapidement à sa posi- tion initiale pendant que l'arbre de commande continue à tourner.
Cette plaque peut être de forme rectangulaire, tri- angulaire, trapézoïdale, polygonale ou autre, c'est-à-dire comporter tel nombre de plans obliques que l'on désire.
Chacun de ces plans, présentant une obliquité différente, peut, grâce à la position donnée à la plaque sur son support, être amené à volonté, en position d'agir sur le porte-outil pour le déplacer longitudinalement grâce à toute transmission appropriée.
Suivant l'obliquité du plan de la plaque qui agira sur le porte-outil, on obtiendra un pas de filetage différent, puisque, suivant que cette obliquité sera plus ou moins grande, le porte-outil se déplacera plus ou moins dans le sens longitudinal.
On pourra donc, avec une même plaque que l'on viendra fixer dans des positions différentes sur son support, obtenir @
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autant de pas de filetage que cette plaque aura de pans obliques.
Et, avec la même plaque, on pourra obtenir autant d'autres séries de pas de filetage que l'on pourra établir de rapports de nombre de tours entre l'arbre de commande et l'arbre chargé de réaliser le déplacement de la plaque.
En résumé, avec une même plaque, on pourra obtenir autant de pas de filetage que cette plaque aura de pans obliques et qu'il y aura de rapports entre le nombre de tours de l'arbre de commande principal et celui de l'arbre chargé de réaliser le déplacement de cette plaque.
Le déplacement de la plaque perpendiculairement au sens du mouvement du porte-outil peut s'effectuer par l'in- termédiaire d'une came portée par l'arbre précité.
Comme on l'a indiqué précédemment, l'outil agit par passes successives, et ses déplacements successifs, per- pendiculairement à l'axe de rotation de l'objet à fileter (que l'outil doit attaquer chaque fois plus profondément) mais avec une progression décroissante peuvent être obtenus grâce à un disque portant sur sa périphérie des bossages plus ou moins saillants agissant par l'intermédiaire d'un double levier articulé ou de toute autre transmission appro- ' priée sur le porte-outil. Ce disque subit lui-même, aux moments voulus, des rotations successives de fractions de tour grâce à une commande par roue à rochet et cliquet par exemple (ou autrement) contrôlée par la rotation même de l'arbre qui assure le déplacement de la plaque à pans obli- ques.
Grâce à cette disposition, quand la plaque a provoqué un déplacement longitudinal du porte-outil et qu'elle revient à son point de départ, le disque tourne automatiquement d'une
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fraction de tour, et un nouveau bossage, plus saillant, vient agir sur l'outil pour le-faire pénétrer davantage à la passe do travail suivante, dans l'objet à fileter.
L'invention, comporte encore des dispositions de détail- qui seront décrites cinabres.
Aux dessins ci-joints on a représenté, à titre d'exem- ple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins : - fig. 1 : est une vue en plan de la machine - fig. 2 : en est une vue de face ; - fig. : en est une vue de côté ; - fig. 4 : estune vue de détail de la came à profil périphérique.
La machine se compose d'un bâti I, analogue à un tour avec poupée et banc. Un arbre 2 peut tourner à différentes vitesses et porte un système d'embrayage comportant une poulie fixe 3 et une poulie folle 4; 5 est le levier d'embrayage qui peut amener la courroie 6 d'une poulie sur l'autre. Ce levier est maintenu "en marche" par un cliquet 7 et est entraîné par un ressort 8 vers la position "arrêt". Il porte un frein 9 qui presse la pou.lie fixe 3 au moment du débrayage.
L'arbre principal 2 entraîne, par l'intermédiaire d'un harnais d'engrenages 10, 10a, 10b, 10c un arbre II parallèle à l'arbre 2. L'arbre II peut tourner à un certain nombre de vitesses différentes par rapport à l'arbre 2. Ici on a supposé trois vitesses soit 16, 32 et 64 tours de l'arbre 2 pour un tour de l'arbre II. Cet arbre II porte une came 12 à profil périphérique indiqué fig. 4, soit : 270 en pente ascendanterégulière, 15 en palier, 60 en pente descendante
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et 15 en palier.
La came 12 actionne un galet 13 fixé sur une pièce 14 coulissant perpendiculairement à l'arbre 2 entre deux glis- sières 15 faisant partie du bâti I. La pièce 14 possède une tige filetée 16 (fig. 1 et 2) à son centre et une clavette verticale 14' passant par l'axe de la tige 16. Cette clavette est strictement parallèle aux glissières 15. Un ressort 17 assure l'adhérence du galet 13 contre la came 12.
La tige filetée 16 sert à fixer sur la pièce 14, à l'aide d'une manette 16', des plaques de formes diverses mais à des positions bien déterminées par rapport à la cla- vette de la pièce 14. Ces plaques 18 (rectangles, triangles, trapèzes, polygones) déterminent le pas de filetage exécuté . par la machine, en modifiant le rapport entre le nombre de tours de l'arbre 2 par rapport à l'avance longitudinale de l'outil de coupe.
La plaque 18 peut être munie par exemple de deux rainures en croix 18' qui peuvent s'encastrer l'une ou l'autre sur la clavette 14' suivant la position donnée à la plaque 18.
Leur action s'opère comme suit :
L'outil de filetage 19 est fixé sur un support 20 coulissant perpendiculairement à l'axe de l'arbre 2 entre deux guides 21 fixés par deux boulons 22 sur une glissière longitudinale 23 coulissant parallèlement à l'arbre 2 entre les guides du bâti I. Le support 20 porte une glis- sière 24 perpendiculairo à l'arbre 2 et maintenue entre deux vis micrométriques 25 par un carré en saillie 26 fixé sur la glissière 24. Ces deux vis règlent l'avance de l'outil contrel'objet à fileter et par là même le diamètre
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du filet. Elles font partie du support 20.
La glissière 24 porte à son extrémité un galet 27 supporté par une coulisse 28 réglable verticalement par l'action d'un bouton molleté 29 agissant sur une vis micro- métrique 30. Le galet 27 sous l'action d'un ressort non figuré tend à s'appuyer fortement contre un levier 31 pivo- tant autour d'un axe 32 ot portant un second bras 33, plus long que le levier 31 et muni d'un galet 34 à son extrémité.
Le galet 34, sous la poussée exercée par le galet 27, appuie contre un disque 35 muni de huit bossages 35' sur sa circonférence. Ces bossages, régulièrement répartis comme les dents d'un engrenage, sont de saillies différentes et progressives do manière à agir progressivement par l'action des galets 34 et 27 sur l'outil 19.
La combinaison des deux bras de levier 31 et 33 ainsi que l'action de la coulisse 28 agissant sur le galet 27 permet, en éloignant ou en rapprochant le galet 27 de l'axe 32 d'amplifier ou de diminuer à volonté ]'avance totale exercée par l'action des huit bossages du disque 35 qui sont inva- riables. On peut ainsi, par la simple manoeuvre du galet 27, exécuter les huit passes sur une profondeur de filet de 3, 4, 5 ou 6 m/m, l'avancement de chaque passe étant proportionnée à la profondeur totale du filet, et cette combinaison cons- titue une particularité propre à la machine. Un tour complet de la vis 30 à bouton molleté 29 équivaut à une avance de 1/10me de millimètre sur llavance de 11 outil, ce qui carac- térise bien le degré de sensibilité do la machine comme précision.
Les bossages 35' peuvent ôtro disposés, comme épais- seurs et .comme nombre, pour fileter : soit en trois passes
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(ot dans ce cas un tour du disque correspond à trois file- tages) soit en quatre passes pour deux filetages par tour, soit on cinq, six, huit, neuf, dix, douze ou quinze passes.
L'action d'amplification ou de réduction proportionnelle exercée par le galet 27 agit quel que soit le nombre de bossages du disque.
La rotation du disque 35 se fait au moyen de deux secteurs 36 fixés sur une face de la came 12 et agissant sur un levier 37 solidaire d'un cliquet 38 agissant sur une roue à rochets 39 fixée sur un arbre 40 sur lequel se trouve le disque 35. L'action d'un des secteurs 36 dégage le galet 34 d'un bossage du disque 35 au moment où le galet 13 a achevé de parcourir les 270 de pente de la came 12. Le galet 34 se trouve donc entre deux bossages lorsque le galet 13 parcourt les 60 de pente descendante de la came 12. A ce moment, se produit l'action du deuxième secteur 36 qui fait tourner le disque 35 de manière à placer le galet 34 sur le bossage suivant. La roue à rochets 39 porte latéralement des secteurs 41 qui agissent sur le cliquet 7 et débrayent la machine après la dernière passe de filetage.
Il peut donc y avoir un, deux, trois ou quatre secteurs suivant le nombre de filetages opérés en une révolution du disque 35.
Les mouvements d'avance et de réglage de l'outil per- pendiculaires à l'axe de rotation des objets à fileter étant établis par l'action du disque 35, il reste à déterminer l'action des plaques 18 fixées sur la pièce coulissante 14.
Un des côtés de la plaque 18 est en contact avec un galet 42 fixé sur une coulisse verticale 43, réglable au moyen d'un bouton molleté 44 entre les guides du bâti 45 fixé sur la glissière longitudinale 23 sur laquelle est fixé le porte-
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outil 20. Le côté de la plaqua 18 en contact avec le galet 42 n'est pas parallèle aux glissières 15 ; il est oblique par rapport aux glissières'et le degré d'obliquité est différent pour chacun des quatre côtés de la plaque 18 (par exemple 6mm, 12mm, 18mm, 24mm de pente sur 10 cm de longueur).
La machine étnnt mise en marche, avec le rapport de 16 à 1 entre les arbres 2 et II, la came 12 soulèvera la pla- que 18 au bout de douze tours de l'arbre 2 (rotation de 270 sur 3600 de la came 12) ot l'outil se trouvera déplacé dans le sens longitudinal d'une distance égale à l'obliquité du côté ou plan oblique de la plaque 18 qui agit sur le galet 42, Si cette obliquité est de 6mm le pas sera de 0,5 mm ; elle est de 12 mm, le pas sera do 1 mm ; il sera de 1,5 mm pour la pente de 18 mm et de 2 mm pour celle de 24 mm.
Avec la même plaque 18, 7.'obliquité,de 6 mm donnera des pas de 0,25 mm et de 0,125 mm si l'on établit, au moyen du harnais 10b, les rapports 32 et 64 entre les arbres 2 et II. De même pour les trois autres côtés de la plaque 18.
Lorsque l'outil a parcouru la première passe et que le galet 13 est parvenu au sommet de la pente ascendante de la came 12, le secteur 36 agit et. le galet 34 tombe entre deux bossages du disque 35 dégageant l'outil de l'objet à fileter.
A ce moment le galet 13 parcourt la pente descendante rapide de la came 12, la plaque 18 descend et l'outil revient à son point de départ. Une nouvelle action du second secteur 36 remet le galet 34 sur le bossage suivant, plus saillant que le précédent, et l'outil pénètre davantage; l'opération recommence, jusqu'au moment où, le filetage terminé, le secteur 41, agissant sur le cliquet 7 arrête la machine.
Pour régler la course longitudinale do l'outil, on
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place le galet 13 à la partie la plus élevée de la came 12, et on actionne le bouton molleté 44 qui, on remontant le galet 42 le long du pan oblique de la plaque 18, déplace la glissière 23 vers la gauche de la fig. 2 ot détermine ainsi le plan de filetage le plus à droite par rapport à l'arbre 2.
Pour régler le plan opposé, le plus à gauche par rapport à l'arbre 2, qui constitue le plan de départ du filetage, on agit sur le bouton molleté 46 actionnant la vis micrométrique 47,solidaire de ia glissière longitudinale 23 par l'inter- médiaire du support 48 qui agit par butée sur le bâti I.
Une rondelle 49 permet de bloquer la vis 47, une fois le réglage réalisé.
La vitesse de rotation est celle admise comme vitesse circonférencielle de l'outil de coupe pour le métal fileté.
Elle est constante, et le retour de 11 outil à son point d'attaque ne nécessite que le tiers du temps consacré au filetage. La précision dans la limite longitudinale de course de l'outil permet de réaliser en série des filetages très délicats et très précis.
L'emploi des plans obliques de la plaque 18 pour déterminer le pas permet de réaliser tous les pas. Sachant par exemple que le plan oblique agit en douze tours de l'ambre' principal, il suffit pour un pas à produire, de prendre la longueur linéaire de douze filets et de donner au plan oblique, sur une longueur de 10 cm, une obliquité égale à cette lon- gueur linéaire. Ainsi, en donnant une pente de 2 pouces sur 10 cm, on obtient, en faisant jouer les trois rapports 16, 32, 64 entre les arbres 2 et II, les pas de 6, 12 et 24 filets au pouce. En donnant une pente de 1,5 pouce, on ob- tient les pas de 8 et 16 filets au pouce. Au moyen de deux @
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plaques trapézoldalos 18, on obtient tous les pas Whitworth compris entre 4 et 24 filets au pouce.
Pour les pas spéciaux, la plaque 18 peut être rem- placée par une alidade avec secteur circulaire gradué avec vernier, pivotant autour d'un axe et réglable par vis micro- métriques ; on peut ainsi déterminer tous les angles et par là même tous les pas.
Il est bien entendu que les chiffres ci-dessus indiquant des rapports de vitesses, d'obliquités, etc n'ont été donnés qu'à titre indicatif.
La machine peut fonctionner comme machine indépen- dante ou bien comme additif à une autre machine. Le fait de fileter à la vitesse de coupe d'un outil permet d'effectuer des filetages sur des pièces tournant sur des machines pour d'autres opérations, puisqu'il n'y a pas d'inversion dans le mouvement de rotation. De fait, le temps du filetage est un gain de main d'oeuvre. Il est possible, également, avec un outil approprié, d'effectuer en même temps deux filetages du même pas de diamètres différents.
En employant des plans de frottement incurvés au lieu de plans droits, on peut réaliser des filetages à intervalles ascendants ou descendants.
Avec des plans brisés, on peut obtenir des pas différents se suivant en une même opération.
Pour exécuter les pas à gauche, il suffit de faire tourner l'arbre principal en sens inverse, de retourner la face de la came ainsi que celle du disque et de renverser l'outil de coupe.
La machine peut être exécutée avec arbre creux pour le filetage de tubes, de cylindres, toc... n
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Pour le cas de pièces à fileter exigeant d'être maintenues par leurs deux extrémités, on peut prévoir une poupée mobile coulissante ou tout autre organe de maintien de ces pièces.