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" perfectionnements aux appareils à tailler des cônes " La présente invention est relative aux filières et, plus particulixèrement à des dispositifs permettant de tailler avec ces filières des filetages coniques, dont la longueur n'est pas limitée à la largeur des peignes de coupes employés.
La descriptio# ci-après indique une filière du type à supports porte-peignes pivotants, c'est-à-dire une filière dans laquelle les supports porte-peignes sont articulés sur le corps de la filière et disposés pour être actionnée par un anneau entourant ce corps de filière. Une filière de ce genre, en combinaison aveo un dispositif pour tailler des filetages ooniques, a été décrite par le brevet américain n 16.665.973 au nom de Samuel F. Newman, en date du Il juillet 1925 . La différence essentielle en- tre l'objet de la présente invention et ce dispositif antérieur consiste en ce que le dispositif pour tailler des filetages obliques suivant la présente invention est réglable cône qu'entraine la filière antérieure, mais qui n'étaient pas prûcité.
Les filières à supports pivotants sont généralement destinées à être ouvertes par rotation, par rapport au corps de la filière, de l'anneau actionnant les supports.
Avec ces filières, on peut tailler un filetage conique en commandant convenablement le mouvement d'ouverture pendant @
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la coupe du filetage par une commande du mouvement de rota- tion de l' mneau actionnant les supports. Dès que le fileta- ge a été taillé sur la longueur désirée, l'anneauationnant les supports est tourné rapidement pour dégager les peignes de la pièce à traiter.
Ledit brevet antérieur décrit une cerne à face plane pour commander l'ouverture progressive des supports porte- peignes pivotant pondait l'opération de coupe, pour produire un filetage conique. Etant donné que l'emploi d'une came à face rectiligne ne donne pas, théoriquement, un cône régulier par suite du fait que le diamètre de coupe doit augmenter uniformément à tout instant, et que l'augmentation uniforme du diamètre n'est pas obtenue par une rotation uniforme de l'anneau actionnant les supports, l'erreur introduite est d'une importance négligeable.
Cependant, une came d'inclinai- son différente est nécessaire pour chaque zone diamétrale dis- tincte et appréciable de la filière, c'est-à-dire qu'un fai- ble changement de diamètre pendait l'opération de coupe d'un filetage conique n'affecte pas d'une manière appréciable l'an- gle du cône, mais qu'un changement appréciable du diamètre initial de la filière exige une cane d'inclinaison différen- te, si le cône doit être très précis.
l'époque de son application, la filière d'après ledit brevet antérieur fonctionnait d'une manière très sa- tisfaisante avec les tolérances alors admises. Mais aujour- d'hui, certaines de ces tolérances sont devenues si étroites que, dans de nombreux cas, il serait nécessaire d'employer un grand nombre de canes ayant des inclinaisons minutieusement différentes en vue de couvrir la totalité de la zone d'action diamétrale de la filière.
Pour éviter cette dépense et pour donner de la souplesse à la machine, la présente invention prévoit un nouveau dispositif pour régler l'inclinaison de la came de telle manière que celle-ci puisse être inclinée en vue de compenser l'erreur du cône se rattachant à chaque dia- mètre de la zone d'action de la filière.
En conséquence, le principal objet de la présente invention est de créer un dispositif à tailler les filetages coniques, réglable pour tailler des filetages de diamètres différents et confinés avec' des moyens permettent la compen- sation des erreurs provenait du réglage diamétral du disposi- t if.
Un autre objet importait de la présente invention est de créer un dispositif à tailler les filetages coniques comportant un nouveau dispositif de came réglable en vue de compenser certaines erreurs se rattachant à ce dispositif, et qui est également réglable pour permettre la taille de fileta- ges coniques ayant des aigles de c'bne appréciablement différente
Un entre objet de la présente invention est de! combi- ner, avec un dispositif à tailler les filetages coniques, des moyens servant à .indiquer le degré de compensation pour des cô- nes et des diamètres différents.
Un autre objet de la présente invention est de créer un dispositif réglable à tailler les cônes qui peut être adap- té à certaines filières existantes, qui est très robuste et qui peut malgré tout être mis au point pour donner un cônprécla tlon D'autres objets ressortiront au cours de la descrip- tion ci-après, en référence au dessin annexé.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une vue de face d'une filière com-
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portant le nouveau dispositif à tailler les cônes suivant la présente invention, avec certaines parties arrachées et représentées en coupe pour mieux montrer la disposition.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la filière d'après la figure 1, suivant la ligne-2-2 de bette figure.
La figure 3 est une élévation latérale de la filiè- re d'après la figure 1, telle qu'on la voit par le côté gauche de cette figure et à l'instant du dégagement.
La figure 4 est une vue en plan sur le dessus de la filière d'après les figures 1 à 3 au moment du dégagement.
La figure 5 est une vue en coupe partielle montrant le dispositif pour le réglage diamétral de la filière d'a- près les figures 1 à 4.
D'après ce dessin, sur lequel les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments dans toutes les figures et, plus particulièrement, d'après les figures.1, 2 et 3, la filière est munie d'un prolongement tubulaire 10, destiné à être logé dans un alésage convenable d'une machine, telle qu'un tour à tourelle, et à porter tous les organes de cette filière.
Un élément de tête 11 est monté et centré l'aide d'un prolongement 12 pour pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation limités à l'intérieur du prolongement 10 et cet élément porte les peignes de coupe, ainsi qu'il sera décrit plus loin.
Un plateau de remise à zéro 13 est intercalé entre l'élément de tête 11 et une bride 14 du prolongement 10, et il est fixé sur l'élément 11 par des moyens quelconques convenables (non représentés). Un rebord 15 du plateau 13 coopère avec des repères sur la bride 14 pour indiquer la position de réglage de l'élément de tête 11 par rapport au prolongement. Un anneau de réglage 16 et un anneau de com- mande 17 pour les peignes sont ajustés sur l'élément de tête 11 et leur montage est tel qu'ils peuvent exécuter des mou- vements d'oscillation par rapport à cet élément.
Des broches de blocage (non représentées) sont em- ployées pour empêcher toute rotation relative entre le prolongement 10 et l'anneau de réglage 16. Ces broches sont pressées dans la bride annulaire 14 pour coopérer avec des trous convenablement ménagés dans l'anneau de réglage, ainsi que le montre le susdit brevet amérioain n 1.665.973. Le plateau de remise à zéro 13 est rendu solidaire de l'élément de tête 11 et, en coopération avec une nervure périphérique 20 de l'élément de tête 11, retient des bagues 16 et 17 dans leur position axiale convenable.
L'élément de tête est bloqué contre tout déplace- ment axial par rapport au prolongement par des vis 19, s'a- ejustant dans des douilles 21 encastrées dans la bride 14 et vissées dans la bague de réglage 16. Elles sont munies d'un épaulement destiné à ménager un jeu tout juste suffisant pour permettre au plateau de remise à zéro 13 de tourner par rapport au prolongement. Des rainures en arc de cercle 22, ménagées dans le plateau 13, permettent une rotation relati- ve limitée entre le plateau et le prolongement non contra- riée par la présence des vis 19.
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La bague de réglage 16 est employée à la mise au point diamétrale de l'élément de tête et elle est actionnée par une vis sans rin 24, montée rotativement dans un loge- ment 25 de la bague 16. Cette vis engrène avec une denture hélicoïdale 26 ménagée sur l'élément de tête 11.
L'élément de tête 11 porte des supports 27 pour les peignes de coupe qui sont montés pivotants par des vis 28 vissées dans les tourillons (non représentés). Les supports 27 sont agencés pour être actionnés par des blocs coulissants 29, montés sur des axes 31 qui, à leur tour, sont fixés sur la bague oscillante 18, tout mouvement de cette bague 17 autour de l'élément de tête 11 ayant pour effet de faire tour- ner les supports de peignes 27 autour de leurs pivots dans l'élément de tête 11, et de déterminer la position des pei- gnes tangentiels 32, portés par ces supports 27 et maintenue dans des positions diamétrales différentes, en fonction du degré de rotation de la bague 17.
Les peines sont normale- ment rappelés vers l'extérieur par un ressort 33, logé dans un évidement 34 de la bague de réglage 16, Cet évidement est approximativement tangent à l'élément de tête 11 et il dé- bouche sur la face voisine de la bague 17. Le ressort 33 por- te par une extrémité contre une broche 35 solidaire de la bague oscillante 17 et qui s'engage dans l'évidement 34. A son autre extrémité, le ressort 33 s'engage dans un évide- ment plus étroit 36 qui débouche sur la surface périphérique de la bague 16. L'évidement 36 est fermé par un capuchon fileté creux 37 qui reçoit l'extrémité extérieure du res- sort 33 et-qui peut être réglé pour faire varier la compres- sion dudit ressort.
En conséquence, le ressort 33 sollicite la bague 17 dans le sens des aiguilles d'une montre (ainsi que le montre la figure 1) et, par l'intermédiaire des axes du et des blocs 29, a tendance à faire osciller les supports 27 et leµ peignes 32 dans le sens des aiguilles d'une montre, pour ouvrir la filière, Lorsque la filière est ouverte, la broche 35 bute contre le fond de l'évidement 34 pour limi- ter le déplacement de la bague 17. Cette bague 17 est égale- ment munie d'une poignée 38, pour remettre les peignes en position de coupe une fois qu'ils ont été retirés.
. Jusqu'en ce point, la constitution mécanique est sensiblement celle qui a été représentée par le brevet amé- ricain n 1.665.973, modifiée pour comporter certains des perfectionnements de filière que montre le brevet américain n 1.760.568 du 5 Novembre 1925 au nom de Harry T. SHERAER.
En fait, la filière d'après la présente invention a été conçue de telle manière qu'il soit possible de trans- former celle décrite par ce brevet américain 1.760.568 en une filière d'après l'invention avec un minimum de modifica- tions. Pour permettre cette transformation, les douilles 21 ont été substituées aux ressorts normaux de retrait,, étant donné que la présente filière n'est pas destinée à etre rappelée ou ouverte par une traction de rappel. Les vis 19 coopèrent maintenant avec les douilles pour réunir le prolon- gement et la bague de réglage 16 avec un jeu axial suffisant pour permettre au-plateau de remise à zéro 13 de tourner avec l'élément de tête 11.
De cette façon, et tout en évi- tant la rotation relative entre la bague de réglage 16 et le prolonge cent 10, à l'aide des broches de blocage (non représentées), les vis 19 et les douilles de butée 20 sont employées pour empêcher tout mouvement axial entre les élé- ments antérieurs et postérieurs de la filière, c'est-à-dire entre l'élément de tete, le cadre annulaire qui l'entoure et
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le prolongement de queue.
D'autre part, l'invention prévoit maintenant des broches de blocage plus courtes (non repré- sentées) qui ne se prolongent que dans la bague de réglage 16, car, si elles se prolongeaient jusque dans la bague os- cillante 17, cette dernière serait toujours bloquée contre toute rotation.,, Enfin, il suffit maintenant d'usiner la péri- phérie du oadre annulaire et du prolongement pour le montage du nouveau mécanisme réglable de.taille conique, qui sera décrit ci-après.
Ce nouveau mécanisme réglablede taille conique est monté sur un chariot qui, à son tour, est monté pour se dépla oer longitudinalement sur la filière sur un guide et la bague de réglage 16.
Le guide 41 est constitué par une barre en forme de double trapézolde (vue en bout), munie de pieds 42 formant pont sur la plateau de remise à zéro 13 et de faces planes qui prennent appui sur des faces similaires taillées sur la bride 14 et la bague 16 et sur lesquelles les pieds sont fixés par des vis 43 et 44? La vis 44 sert également à fixer en position, dans un évidement 45 du guide 41, un bloc 46, sur lequel s'appuie une extrémité d'un ressort 47.
Un chariot 48, en forme de bloc, et dans lequel est ménagée une rainure en queue d'aronde 49 ouverte aux deux extrémités et contenant une cale 50, fixée d'une manière réglage par des vis 50a (figure 4), est monté pour pouvoir coulisser longitudinalement sur la filière sur le guide 41. L'extrémité antérieure de la rainure 49 est fer- mée par une plaquette 51, fixée sur le chariot 48 par des vis 52. Le ressort 47 exerce une pression contre la plaquet- te 51 et cette dernière porte une tige de guidage 53 pour maintenir le ressort en position d'alignement. On voit que le ressort 47 a constamment tendance à pousser le chariot 48 vers l'avant de la filière.
Ce mouvement vers l'avant du chariot 48 résultant de la pression du ressort 47, peut être limité par un boulon 55 faisant saillie dans la rainure 49 à l'arrière du bloc 46 et fixé d'une manière réglable dans une mortaise 56. Ce boulon 55 coopère avec le bloc 46 pour limiter le déplace- ment vers l'avant du chariot. La position de fin de course vers l'avant du chariot, par rapport à la filière, détermine la longueur du filetage à tailler et par déplacement de la butée 55 vers l'avant ou vers l'arrière sur le chariot, on peut à volonté diminuer ou augmenter la longueur du filetage.
Le chariot peut être actionné par le fait que la plaquette 51 vient buter contre une butée fixe 58 (représen- tée schématiquement sur la figure 2) sur la face avant de la filière, et fait avancer la filière par rapport à la pièce à traiter. Mais, si la filière doit rester immobile, une butée peut être prévue pour se déplacer longitudinalement aveo la pièce pour coopérer avec la plaquette 51 et pour déplacer de cette façon le chariot 48 vers l'arrière par rapport à la filière. Dans chaque cas, la bague oscillante 17 peut tourner sous l'action du ressort 33, pour faire varier la position diamétrale de coupe des peignes 32 afin d'obtenir, à l'aide de la filière, un filetage conique.
'En vue de permettre le réglage rotatif de la came par rapport au chariot 48, celle-ci est de préférence montée sur un porte-came rotatif 61, à son tour porté par le cha- riot. Le porte-oame est le plus clairement représenté sur les figures 1, 2 et 4. Il comporte une plaque plane et il est
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fixé sur le chariot 48 par une vis-pivot 62, sur laquelle il peut tourner. Le porte-came 61 est également fixé s ur le chariot par une deuxième vis 63, également vissée dans le chariot 48.
Une mortaise en arc de cercle 64 est ménagée dans le porte-came 61 pour empêcher la vis 63 de contrarier le mouvement de pivotement du porte-came autour du:pivot 62, Pour produire le pivotement du porte-came, on emploie de préférence une paire de vis de réglage 65, engagées dans des trous filetés opposés 66 du porte-came 61 et coopérant avec une broche de butée 67, solidaire du chariot 48. Cette broche 67 fait saillie vers le haut à travers une mortaise en arc de cercle 68, ménagée dans le porte-came 61.
D'après la description qui précède on voit qu'en desserrant les vis 62 et 63 et en faisant tourner les vis 65, le porte-came 61 peut osciller dans un sens ou dans l'autre autour de la vis 62 formant l'axe. Pour déterminer la position de réglage du porte-came, on emploie de préfé- rence, suivant l'invention, deux groupes indépendants de repères. Un groupe comprend un repère zéro 71 sur le porte-came 61 et une graduation correspondante 72 sur la face supérieure du chariot 48. L'autre groupe comprend un repère zéro 73 sur la broche 67 et une graduation 74 sur la face supérieure du porte-came 61. Les deux graduations sont destinées à être employées avec deux cames différentes, comme il sera décrit plus loin.
Une came 75 est fixée par une paire de vis 76 sur une aile descendante 77 du porte-came 61. Ainsi que le mon- trent les figures 1 et 4, des jeux 78, 79 et 80 sont ménagés entre cette aile descendante 77 du porte-came 61 et le chariot 48,et le porte-came 61 est évidé en 81 et 82 pour permettre un mouvement de libre oscillation du porte-came sur le chariot.
La came 75 est munie d'une face plane 84 qui coopè- re avec la face incurvée 85 d'une patte ou butée 86 fixée sur la bague 17 par une vis 87. Lorsque le pirte-came 61 oscille pour faire varier l'inclinaison de la came, la vis 87 est de préférence également desserrée et la patte 86 est déplacée légèrement de façon que sa face soit maintenue sensiblement parallèle à la came.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : En supposant que le chariot 48 se trouve dans sa position la plus avancée, telle qu'elle est déterminée par la butée 55, la bague 17 est maintenue dans sa position de fonction- nement à rencontre de l'action du ressort 33, par la came 75, qui est en contact avec la patte 86. La filière est alors réglée au diamètre convenable par la vis sans fin 24, pour provoquer un mouvement d'oscillation de l'élément de tete sur le prolongement, dans le sens onnvenable. Pendant cette opération de réglage, la bague 17 ne peut tourner, parce que la patte 86 est en contact avec la came et est maintenue fixe.
Le diamètre initial de coupe ayant été déterminé de la manière qui vient d'être décrite, la pièce à traiter est introduite entre les peignes et la coupe du filetage est amorcéeq
Au fur et à mesure que la coupe du filetage progres- se, le mouvement axial relatif de la filière et de la butée 58, en contact avec le porte-came 61, fait que le chariot 48 et la came 75 reculent par rapport à la butée 86, à l'en- contre de l'action du ressort 47. Pendant ce fonctionnement,
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la poussée du ressort 33 sert à maintenir la butée 86 en pontact avec la rampe de la came 75 et, par conséquent, ceci produit une rotation commandée de la bague oscillante 17 qui, à son tour, produit un déplacement progressif des peignes vers l'extérieur. De cette façon, la filière est rendue capa- ble de tailler un filetage conique.
Lorsque la tranche anté- rieure de la came 75 atteint la position que montrent les figures 3 et 4, un recul supplémentaire du chariot 48 per- met à.la butée 86 de quitter la came-76, 'et' le mouvement rotatif accéléré de la bague oscillante 17, qui en résulte sous l'action du ressort 33, fait pivoter les porte-peignes 27 d'une amplitude suffisante pour dégager les peignes 32 du filetage de la pièce. Après enlèvement de cette pièce, l'opérateur fait tourner la bague dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre (figure 1) vers une posi- tion dans laquelle la came 75 peut passer au-delà de la butée 86, et le ressort 47, alors comprimé, pousse automa- tiquement le chariot 48 vers l'avant dans la position déter- minée par le boulon 55.
Les organes se trouvent alors ramenés dans la position de départ pour la coupe du filetage.
Il a été d'usage de munir des filières pour file- tages coniques d'une came pour tailler des cnes de 18 mm sur 300 mm ou 9 mm sur 300 mm, cônes qui sont très courants.
Il a été trou vé qu'en incurvant convenablement la face 85 de la butée 86, l'erreur de conicité introduite dans les longueurs de filetages relativement courtes, généralement taillées par ces filières, est négligeable. Cependant, étant donné que les cames sont dessinées pour une précision maxi- mum pour un diamètre de coupe initial particulier, les modi- fications importantes de diamètre, telles que celles prove- nant du changement de la mise au point diamétrale de la filière par rapport à celle pour laquelle la came était dessinée, ont exigé de nouvelles cames avec une inclinaison convenablement compensée de la ramper Ceci a été accéléré par les progrès rapides dans l'établissement de données plus exactes pour les cônes.
La présente invention élimine complètement la néces- sité de l'emploi d'un grand 'nombre de cames avec des incli- naisons légèrement différentes, toutes destinées pour un cône particulier, mais spécialement prévues pour un certain dia- mètre de coupe individuel, parce qu'elle prévoit un dispmsi- tif réglable de taille conique, qui permet d'employer une seule came pour un cône particulier, mais agencé pour l'em- ploi dans la totalité de la zone diamétrale de la filière.
D'autre part, il a été trouvé que la nouvelle filière à tail- ler les cônes, employant le nouveau dispositif réglable pour tailler les canes, est susceptible de tailler des filetages coniques d'un diamètre quelconque dans cette zone, les filetages ayant des précisions de conicité bien compri- ses dans les normes existantes. La caractéristique du régla- ge sera présentée le plus clairement par la description d'un exemple d'opération de filetage.
Il est supposé que la filière, pendant l'opération précédemment décrite, était mise au point pour produire un filetage d'une conicité de le mm sur 300 mm, sur une pièce d'un diamètre de 25 mm, et que l'on désire maintenant tail- ler un filetage ayant la même conicité, mais sur une pièce ayant un diamètre de 38 mm. Le réglage diamétral est effec- tué par rotation de la vis sans fin 24 de la manière précé- demment décrite. Etant donné que la came 75 ne coupe pas exactement un filetage conique pour la pièce d'un diamètre plus grand, on la règle de la manière suivante :
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Les vis 62 et 63 sont desserrées et le porte-came
61 est tournée autour du pivot 62 d'une amplitude prédéter- minée. 'Elle est ensuite fixée dans la nouvelle position par serrage des vis.
Il ea résulte effectivement une modi- fication de l'inclinaison de la rampe de la came 75. Le réglage exact est déterminé par l'observation de la mise en place convenable des repères et l'opération du filetage est ensuite exécutée comme précédemment. Il est donc possi- ble de régler ainsi l'inclinaison de la rampe pour un dia- mètre particulier quelqonque dans la zône prévue pour la filière, et on évite de cette façon l'emploi d'un grand nombre de cames prévues à cet effet? D'autre part, les orga- nes sont gradués en deux groupes de repères, exprimant l'amplitude de rotation du porte-came 61 en minutes de compensation de la conicité pour deux cônes particuliers, à savoir 18 mm et 9 mm, quoiqu'on puisse en employer un nom- bre plus élevé si on le désire, en fonction du nombre des cames de conicité différente à utiliser.
En conséquence, après avoir déterminé l'erreur de conicité particulière pour un diamètre initial quelconque, la compensation peut être faite facilement par l'emploi du groupe convenable de repères comme marques de référence, sui- vant que l'on emploie sur la filière une came de conicité de 18 ou de 9 mm.
A ce sujet, il y a lieu de rappeler que ces deux cônes particuliers constituent pratiquement les seuls employés et déf initivement en usage pour la grande majorité des pièces à traiter, si la machine est particuliè- rement destinée à être employée avec deux cames pour l'ob- tention de ces cônes, Mais lorsqu'il s'agit de tailler un cône spécial, il est évident que les repères peuvent être établis pour correspondre à ce cône plutôt qu'à l'un des deux cônes indiqués, et que l'on peut employer plus de deux cames différentes, si on le désire.
Si l'on désire régler la filière pour tailler un filetage d'une longueur différente, la butée, 55 est desser- rée et déplacée le long de la mortaise 56 jusque dans la position convenable, dans laauelle elle est alors resserrée.
'Etant donné que ceci revient à déplacer la came 75 par rapport à la patte 86, les peignes sont déplacés soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur, en fonction du sens de réglage de la butée. Le réglage diamétral convenable doit bien entendu être rétabli par rotation de la vis sans fin 24, de la manière précédemment décrite.
Dans la description qui précède, il a été question des avantages résultant de l'emploi du nouveau dispositif de réglage de la conicité, en combinaison avec des filières à porte-peignes pivotants pour compenser des erreurs de conicité provenant de ces filières lorsqu'elles subissent un réglage du diamètre. Il est bien évident que le degré de réglage possible est suffisant pour compenser des erreurs de conicité provenant d'erreurs légères des cames, de l'usure des organes des filières, de la manière de monter cette filière, etc.. Un avantage important du dispositif suivant l'invention réside donc dans le fait qu'il est susceptible de compenser des erreurs de oonioité provenant de nombreuses causes différentes.
Bien entendu, le nouveau dispositif pour le réglage de la conicité est également extrêmement utile dans son application à d'autres filières munies da porte- peignes non strictement oscillants. En conséquence, quoi- qu'il ait été question des avantages du nouveau dispositif dans son application aux filières à porte-peignes pivotants, il est entendu que ce dispositif est susceptible de compen-
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ser des erreurs de conicité provenant de causes variables et que l'invention ne se limite pas au type à porte-peignes pivotants, mais qu'elle peut être appliquée à de nombreux types différents de filières.
Il ressort de la description qui précède que tous les objets de l'invention sont réalisés. D'autre part, il est possible de tailler des filetages sur un cône retourné par la simple inversion de l'inclinaison de la rampe de la came 75. Enfin, on peut agencer le dispositif pour la coupe de cônesdifférents, qui diffèrent raisonnablement les uns des autres, sans changer de cames - augmentant les jeux laté- raux entre les organes 41 et 61 - les graduations représen- tées sur le dessin étant considérablement exagérées.
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"Improvements to cone-cutting devices" The present invention relates to dies and, more particularly to devices making it possible to cut conical threads with these dies, the length of which is not limited to the width of the cutting combs employed.
The description # below indicates a die of the type with pivoting comb holder supports, that is to say a die in which the comb holder supports are articulated on the body of the die and arranged to be actuated by a ring surrounding this die body. A die of this kind, in combination with a device for cutting oonic threads, has been described by US Pat. No. 16,665,973 in the name of Samuel F. Newman, dated July 11, 1925. The essential difference between the object of the present invention and this prior device consists in that the device for cutting oblique threads according to the present invention is adjustable with a cone which causes the previous die, but which was not precise.
Dies with pivoting supports are generally intended to be opened by rotation, relative to the body of the die, of the ring actuating the supports.
With these dies, it is possible to cut a tapered thread by suitably controlling the opening movement during @
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cutting of the thread by controlling the rotational movement of the mower actuating the supports. As soon as the thread has been cut to the desired length, the ringing ring of the supports is quickly turned to release the combs from the workpiece.
Said prior patent describes a ring with a flat face for controlling the progressive opening of the pivoting comb holder supports during the cutting operation, to produce a tapered thread. Since the use of a straight face cam does not theoretically give a regular taper due to the fact that the cutting diameter must increase uniformly at all times, and the uniform increase in diameter is not obtained by a uniform rotation of the ring actuating the supports, the error introduced is of negligible importance.
However, a different inclination cam is required for each distinct and appreciable diameter area of the die, i.e. a small change in diameter during the cutting operation of one. Taper thread does not appreciably affect the angle of the taper, but an appreciable change in the initial diameter of the die requires a cane of different inclination, if the taper is to be very precise.
At the time of its application, the die according to said earlier patent was operating very satisfactorily with the tolerances then allowed. But today some of these tolerances have become so tight that in many cases it would be necessary to use a large number of canes with minutely different inclinations in order to cover the entire action area. diameter of the die.
To avoid this expense and to give flexibility to the machine, the present invention provides a new device for adjusting the inclination of the cam so that the latter can be inclined in order to compensate for the error of the cone attached. at each diameter of the sector's action zone.
Accordingly, the main object of the present invention is to provide a tapered thread cutting device, adjustable to cut threads of different diameters and confined with means allowing compensation for errors arising from the diametral adjustment of the device. if.
Another important object of the present invention is to provide a device for cutting tapered threads which has a new adjustable cam device to compensate for certain errors associated with this device, and which is also adjustable to allow the size of threads. conical with appreciably different eagles
One between object of the present invention is! combining, with a taper thread cutting device, means for indicating the degree of compensation for different cones and diameters.
Another object of the present invention is to provide an adjustable device for cutting cones which can be adapted to certain existing dies, which is very robust and which can nevertheless be developed to give a cone-cutting device. will emerge during the description below, with reference to the accompanying drawing.
On this drawing :
Figure 1 is a front view of a die comprising
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carrying the new device for cutting cones according to the present invention, with certain parts cut away and shown in section to better show the arrangement.
Figure 2 is a longitudinal sectional view of the die according to Figure 1, along line 2-2 of bette figure.
Figure 3 is a side elevation of the die according to Figure 1, as seen from the left side of that figure and at the time of release.
Figure 4 is a top plan view of the die from Figures 1 to 3 at the time of release.
FIG. 5 is a partial sectional view showing the device for the diametral adjustment of the die according to FIGS. 1 to 4.
According to this drawing, in which the same reference numerals designate the same elements in all the figures and, more particularly, according to Figures 1, 2 and 3, the die is provided with a tubular extension 10, intended to be housed in a suitable bore of a machine, such as a turret lathe, and to carry all the members of this die.
A head element 11 is mounted and centered with the aid of an extension 12 in order to be able to perform limited oscillating movements inside the extension 10 and this element carries the cutting combs, as will be described later. .
A reset plate 13 is interposed between the head element 11 and a flange 14 of the extension 10, and it is fixed to the element 11 by any suitable means (not shown). A rim 15 of the plate 13 cooperates with marks on the flange 14 to indicate the adjustment position of the head element 11 relative to the extension. An adjusting ring 16 and a control ring 17 for the combs are fitted to the head element 11 and their mounting is such that they can perform oscillating movements relative to this element.
Locking pins (not shown) are employed to prevent relative rotation between the extension 10 and the adjusting ring 16. These pins are pressed into the annular flange 14 to cooperate with suitably formed holes in the setting ring. adjustment, as shown by the aforementioned U.S. Patent No. 1,665,973. The reset plate 13 is made integral with the head element 11 and, in cooperation with a peripheral rib 20 of the head element 11, retains rings 16 and 17 in their suitable axial position.
The head element is blocked against any axial displacement with respect to the extension by screws 19, fitting into sleeves 21 recessed in the flange 14 and screwed into the adjusting ring 16. They are provided with a shoulder intended to provide just enough clearance to allow the reset plate 13 to rotate relative to the extension. Circular arc grooves 22, formed in the plate 13, allow a limited relative rotation between the plate and the extension not constrained by the presence of the screws 19.
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The adjusting ring 16 is used for the diametrical focusing of the head element and is actuated by a set screw 24, mounted rotatably in a housing 25 of the ring 16. This screw meshes with a helical toothing. 26 provided on the head element 11.
The head element 11 carries supports 27 for the cutting combs which are pivotally mounted by screws 28 screwed into the journals (not shown). The supports 27 are arranged to be actuated by sliding blocks 29, mounted on axes 31 which, in turn, are fixed on the oscillating ring 18, any movement of this ring 17 around the head element 11 having the effect to rotate the comb supports 27 around their pivots in the head element 11, and to determine the position of the tangential combs 32, carried by these supports 27 and maintained in different diametral positions, as a function of the degree of rotation of the ring 17.
The punches are normally returned to the outside by a spring 33, housed in a recess 34 of the adjustment ring 16, This recess is approximately tangent to the head element 11 and it opens out on the neighboring face of the ring 17. The spring 33 bears at one end against a pin 35 integral with the oscillating ring 17 and which engages in the recess 34. At its other end, the spring 33 engages in a recess narrower 36 which opens onto the peripheral surface of the ring 16. The recess 36 is closed by a hollow threaded cap 37 which receives the outer end of the spring 33 and which can be adjusted to vary the compression. of said spring.
As a result, the spring 33 biases the ring 17 in a clockwise direction (as shown in Figure 1) and, through the axes of the and blocks 29, tends to oscillate the supports 27 and the combs 32 in a clockwise direction, to open the die. When the die is open, the pin 35 abuts against the bottom of the recess 34 to limit the movement of the ring 17. This ring 17 is also provided with a handle 38, for returning the combs to the cutting position once they have been removed.
. Up to this point, the mechanical constitution is more or less that which was represented by US Patent No. 1,665,973, modified to include some of the die improvements shown in US Patent No. 1,760,568 of November 5, 1925 in the name by Harry T. SHERAER.
In fact, the die according to the present invention has been designed in such a way that it is possible to convert that described by this US Pat. No. 1,760,568 into a die according to the invention with a minimum of modification. tions. To allow this transformation, the bushes 21 have been substituted for the normal withdrawal springs, since the present die is not intended to be recalled or opened by a return pull. The screws 19 now cooperate with the bushes to join the extension and the adjusting ring 16 with sufficient axial play to allow the reset plate 13 to rotate with the head member 11.
In this way, and while avoiding the relative rotation between the adjusting ring 16 and the extension one hundred ten, with the aid of the locking pins (not shown), the screws 19 and the stop sleeves 20 are employed for prevent any axial movement between the anterior and posterior elements of the die, that is to say between the head element, the annular frame which surrounds it and
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the tail extension.
On the other hand, the invention now provides for shorter locking pins (not shown) which only extend into the adjusting ring 16, since, if they extend into the oscillating ring 17, this last would always be blocked against any rotation. ,, Finally, it is now sufficient to machine the periphery of the annular frame and of the extension for the assembly of the new adjustable mechanism of conical size, which will be described below.
This new, conical-sized adjustable mechanism is mounted on a carriage which, in turn, is mounted to move longitudinally on the die on a guide and the adjustment ring 16.
The guide 41 is constituted by a bar in the form of a double trapezoid (end view), provided with feet 42 forming a bridge on the reset plate 13 and with flat faces which bear on similar faces cut on the flange 14 and the ring 16 and on which the feet are fixed by screws 43 and 44? The screw 44 also serves to fix in position, in a recess 45 of the guide 41, a block 46, on which one end of a spring 47 rests.
A carriage 48, in the form of a block, and in which is formed a dovetail groove 49 open at both ends and containing a wedge 50, fixed in an adjustment manner by screws 50a (Figure 4), is mounted for be able to slide longitudinally on the die on the guide 41. The front end of the groove 49 is closed by a plate 51, fixed to the carriage 48 by screws 52. The spring 47 exerts a pressure against the plate 51 and the latter carries a guide rod 53 to maintain the spring in the alignment position. It can be seen that the spring 47 has a constant tendency to push the carriage 48 towards the front of the die.
This forward movement of the carriage 48 resulting from the pressure of the spring 47, can be limited by a bolt 55 projecting into the groove 49 at the rear of the block 46 and fixed in an adjustable manner in a mortise 56. This bolt 55 cooperates with block 46 to limit forward movement of the carriage. The end position towards the front of the carriage, relative to the die, determines the length of the thread to be cut and by moving the stop 55 forward or backward on the carriage, it is possible to decrease or increase the length of the thread.
The carriage can be actuated by the fact that the wafer 51 abuts against a fixed stop 58 (shown schematically in FIG. 2) on the front face of the die, and causes the die to advance with respect to the part to be treated. However, if the die is to remain stationary, a stop may be provided to move longitudinally with the part to cooperate with the plate 51 and in this way to move the carriage 48 rearwardly with respect to the die. In each case, the oscillating ring 17 can rotate under the action of the spring 33, to vary the diametrical cutting position of the combs 32 in order to obtain, using the die, a conical thread.
In order to allow rotational adjustment of the cam relative to the carriage 48, the latter is preferably mounted on a rotary cam holder 61, in turn carried by the carriage. The oame holder is most clearly shown in Figures 1, 2 and 4. It has a flat plate and is
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fixed on the carriage 48 by a pivot screw 62, on which it can turn. The cam holder 61 is also fixed on the carriage by a second screw 63, also screwed into the carriage 48.
An arcuate mortise 64 is provided in the cam holder 61 to prevent the screw 63 from interfering with the pivoting movement of the cam holder around the pivot 62. To produce the pivoting of the cam holder, a preferably is employed. pair of adjustment screws 65, engaged in opposed threaded holes 66 of the cam holder 61 and cooperating with a stop pin 67, integral with the carriage 48. This pin 67 projects upwards through a mortise in an arc of a circle 68 , provided in the cam holder 61.
From the above description it can be seen that by loosening the screws 62 and 63 and by rotating the screws 65, the cam holder 61 can oscillate in one direction or the other around the screw 62 forming the axis . In order to determine the adjustment position of the cam holder, two independent groups of marks are preferably used according to the invention. One group comprises a zero mark 71 on the cam holder 61 and a corresponding graduation 72 on the upper face of the carriage 48. The other group comprises a zero mark 73 on the pin 67 and a graduation 74 on the upper face of the holder. cam 61. The two graduations are intended for use with two different cams, as will be described later.
A cam 75 is fixed by a pair of screws 76 on a descending wing 77 of the cam holder 61. As shown in Figures 1 and 4, clearances 78, 79 and 80 are provided between this descending wing 77 of the holder. -came 61 and the carriage 48, and the cam holder 61 is recessed at 81 and 82 to allow free oscillating movement of the cam holder on the carriage.
The cam 75 is provided with a planar face 84 which cooperates with the curved face 85 of a tab or stop 86 fixed to the ring 17 by a screw 87. When the cam pirate 61 oscillates to vary the inclination of the cam, the screw 87 is preferably also loosened and the tab 86 is moved slightly so that its face is kept substantially parallel to the cam.
The operation of the apparatus is as follows: Assuming that the carriage 48 is in its most advanced position, as determined by the stop 55, the ring 17 is maintained in its operating position against the action of the spring 33, by the cam 75, which is in contact with the tab 86. The die is then adjusted to the suitable diameter by the worm 24, to cause an oscillating movement of the head element on the extension, in the right direction. During this adjustment operation, the ring 17 cannot rotate, because the tab 86 is in contact with the cam and is kept fixed.
The initial cutting diameter having been determined in the manner which has just been described, the part to be treated is introduced between the combs and the cutting of the thread is initiated.
As thread cutting progresses, the relative axial movement of the die and stopper 58, in contact with cam holder 61, causes carriage 48 and cam 75 to move back from the die. stop 86, against the action of spring 47. During this operation,
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the thrust of the spring 33 serves to maintain the stopper 86 in pontact with the ramp of the cam 75 and, therefore, this produces a controlled rotation of the oscillating ring 17 which, in turn, produces a progressive displacement of the combs towards the outside. In this way, the die is made capable of cutting a tapered thread.
When the front edge of cam 75 reaches the position shown in Figures 3 and 4, further retraction of carriage 48 allows stopper 86 to exit cam-76, and the accelerated rotary motion of the oscillating ring 17, which results therefrom under the action of the spring 33, causes the comb holders 27 to pivot by an amplitude sufficient to disengage the combs 32 from the thread of the part. After removing this part, the operator turns the ring counterclockwise (figure 1) to a position in which the cam 75 can pass beyond the stop 86, and the spring 47, then compressed, automatically pushes the carriage 48 forward in the position determined by the bolt 55.
The organs are then returned to the starting position for cutting the thread.
It has been customary to provide dies for conical threads with a cam for cutting 18 mm by 300 mm or 9 mm by 300 mm cones, which are very common cones.
It has been found that by suitably curving the face 85 of the stop 86, the taper error introduced into the relatively short thread lengths, generally cut by these dies, is negligible. However, since the cams are designed for maximum precision for a particular initial cutting diameter, large changes in diameter, such as those resulting from changing the diameter of the die focus relative to the die. to that for which the cam was designed, required new cams with a suitably compensated incline of the crawl. This was accelerated by rapid progress in establishing more accurate data for cones.
The present invention completely eliminates the need for the use of a large number of cams with slightly different inclinations, all intended for a particular taper, but especially intended for a certain individual cutting diameter, because that it provides an adjustable device of conical size, which permits the use of a single cam for a particular cone, but arranged for use in the whole of the diametral zone of the die.
On the other hand, it has been found that the new cone-cutting die, employing the new adjustable device for cutting canes, is capable of cutting tapered threads of any diameter in this area, the threads having taper details are well understood in existing standards. The characteristic of the setting will be presented most clearly by the description of an example of a threading operation.
It is assumed that the die, during the previously described operation, was designed to produce a thread with a taper of 1 mm by 300 mm, on a workpiece with a diameter of 25 mm, and that it is desired Now cut a thread with the same taper, but on a part with a diameter of 38 mm. The diametral adjustment is effected by rotating the worm 24 in the manner previously described. Since the cam 75 does not exactly cut a tapered thread for the part with a larger diameter, it is adjusted as follows:
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Screws 62 and 63 are loose and the cam holder
61 is rotated around the pivot 62 by a predetermined amplitude. 'It is then fixed in the new position by tightening the screws.
This effectively results in a change in the inclination of the ramp of the cam 75. The exact adjustment is determined by observing the proper placement of the marks and the threading operation is then carried out as before. It is therefore possible to thus adjust the inclination of the ramp for a particular diameter whatever in the zone provided for the die, and in this way the use of a large number of cams provided for this purpose is avoided. ? On the other hand, the organs are graduated in two groups of marks, expressing the amplitude of rotation of the cam holder 61 in minutes of taper compensation for two particular cones, namely 18 mm and 9 mm, although a higher number can be used if desired, depending on the number of cams of different taper to be used.
Accordingly, after determining the particular taper error for any initial diameter, compensation can be easily made by employing the appropriate set of marks as reference marks, depending upon which one employs on the die. 18 or 9 mm taper cam.
In this regard, it should be remembered that these two particular cones constitute practically the only employees and def initally in use for the great majority of the parts to be treated, if the machine is particularly intended to be used with two cams for the process. 'Obtaining these cones, But when it comes to carving a special cone, it is evident that the marks can be drawn to correspond to that cone rather than to one of the two cones shown, and that the more than two different cams can be used, if desired.
If it is desired to adjust the die to cut a thread of a different length, the stopper 55 is loosened and moved along the mortise 56 to the proper position, in the socket it is then tightened.
Since this amounts to moving the cam 75 relative to the tab 86, the combs are moved either inward or outward, depending on the direction of adjustment of the stopper. The proper diametral setting must of course be reestablished by rotating the worm 24, in the manner previously described.
In the foregoing description, the advantages resulting from the use of the new device for adjusting the taper, in combination with dies with pivoting comb holders to compensate for errors in taper originating from these dies when they undergo. a diameter adjustment. It is obvious that the degree of adjustment possible is sufficient to compensate for errors of taper resulting from slight errors of the cams, from the wear of the members of the dies, from the way of mounting this die, etc. An important advantage of the device according to the invention therefore resides in the fact that it is capable of compensating for errors of oonioité originating from numerous different causes.
Of course, the new device for adjusting the taper is also extremely useful in its application to other dies provided with non-strictly oscillating comb holders. Consequently, whatever the advantages of the new device in its application to dies with pivoting comb holders, it is understood that this device is capable of compensating.
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However, the invention is not limited to the type with pivoting comb holders, but can be applied to many different types of dies.
It emerges from the above description that all the objects of the invention have been achieved. On the other hand, it is possible to cut threads on an upturned cone by the simple reversal of the inclination of the ramp of the cam 75. Finally, the device can be arranged for cutting different cones, which differ reasonably from each other. others, without changing the cams - increasing the lateral play between the members 41 and 61 - the graduations shown in the drawing being considerably exaggerated.