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Dispositif pour tailler et rectifier les roues dentées
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t3.nvention â pur ôet un dispositif pour frai- ser et rectifier les roues dentées, grâce auquel 'la taille et la rectification de la dent creuse,4'obtiennent par un'mouvement de rapprochement réciproque de la- fraise ou de la meule et de la roue.
On produit en même temps un mouvement transversal relatif de ces parties, par l'effet duquel la fraise emporte complètement le métal de la dent creuse en travaillant ses flancs, et la meule rectifie les flancs de la dent,
Ce mouvement transversal comprend deux phases : la première de rapprochement vers l'un et, respectivement vers l'autre flanc de la dent creuse, et la deuxième de roulement, qui provoque l'usinage des flancs selon un 'profil à développante de cercle, ces deux phases de rappro.-. çhement et de roulement s9alternant dans le fonctionnement du.
dispositif, pendant que la fraise (ou la meule) avance apport ' à la pièce à travailler,
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Le dispositif peut être employé non seulement pour tailler et.rectifier les engrenages coniques, qu'ils soient du type normal à dents droites, ou desaxés ou à , denture en courbe, mais aussi pour tailler et rectifier des engrenages cylindriques à dents soit droites, soit hélicoïdales.
Selon. l'invention, en désaxant'convenablement la roue à tailler et le support relatif par rapport au plan de la fraise (ou meule), on obtient la taille (ou la rectification) de roues dentées coniques désaxées, tandis que, en faisant parcourir par la fraise normale '(Ou meule) une courbe à rayon égal à celui de la courbure de la dent, on obtient la taille ou la rectification d'engrenages à dents courbes.
Ce dernier système est par- ticulièrement utile pour des dents à grand'rayon de cour.. bure, tandis que pour de petits rayons on pourra plus convenablement utiliser une fraise pu meule à coupe à axe naturellement, désaxé par rapport à oelui dé la roue à tailler ou à rectifiera L'avancement de la fraise ou de la meule à coupe, au lieu de s'effectuer le long de la dent, a lieu contre la dent, c'est-à-dire par enfon- cement de la fraise dans la dent creuser Par l'emploi sur le même dispositif d'une fraise comme outil, on obtien- dra la taille des engrenages, tandis que, par l'emploi d'une meule ayant le même profil, c'est-à-dire à flancs rectilignes, ,on obtiendra la rectification des engrenages.
Le dispositif peut être utilement réalisé par un appareil pouvant être appliqué à des machines-outils, et plus particulièrement à des machines à fraiser, afin de pouvoir utiliser ces machines à la fois pour la taille et pour la rectification des engrenages'.
Selon l'invention. le dispositif peut aussi être réalisé par la construction d'une machine-outil particu-
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iestj.née la taille (ou à lareotiiioation) acté- li.. 4.' transversaux à'engrenages.,' ou les àeux mouvement± transversaux caracté- d.1 engrenages les deux auxiliaire appliquer t.a. q. dans un appareil auxiliaire y appliquer à des ,aobines-Ontils normales, par contre tous les deux à 1a'roue à'taillei, %envent par contre étre imprimés deux la* roue et tous les cleux à l'ontil, ou bien l'un l'outil 1'antre la roue à tailler. principe so ,j.t dan5 un cas soit dan5 1'autre,, le prinoipe 1'i<vention ne varie les mouvfiments rela- -ne varie pass ....### '1 l0 tifs entre lès Parti e Plus les j8mes=.
L'énvention sera 1-6"rÎt partioulièrement en se référant anx àessins ci-joints, qni montrent schémati- référant appareils zens machines-outils 4"ement les appareils à ,appliquer à des machines-ontils pour la les d'engrenages ooniqueS et pour ja taille Pour taille -###J ,eprésentent en d'engrenages oylindriqneS les dessine représentent Ontre, 1 titre à'exemple, +ne forme àe réalisation pour un appareil à tailler des engrenages coniques;.
Le. f'i '1 es"t une vue en perspe rectifier cles soh....1;ique. d'un appareil è6 tailler Ou rectifier engrenages'coniqaes; àanq cet appareil on a incliq-aé les deux axes x=x et y-y, 9 ,tour desquels -roule et 0 Cille alè- ternativement 1a loue à tailler (ou rectiiier) pendant l'usinage de la dent oreuse'.
-Les.:rie 2 et montrent respectivement nne vue ooupe oxiale parÉielle et une vue en plan d'uneppareil 25 en coupe axiale parielle ne vue ,.. coniql-ies t&ill@t (ou ectifier) des -roues dentées coniques, tailler de réalisation P,,tiae.. Cet appareil est (les- une f.. réalisation :rraise-r % a eotifier tmé à l'emploi sur une machine à fraise" reot;1;er noMMl.. montre schéma au ,rooMë pom- "6te7ej.' normaàel. La fiàé montre J procéàé pour graphiquement le point par lequel doit passer l'axe ner à'0SOillati0n àe 1a roue à taller (ou rectiiier)..
La fisi. 5 montre, à titre d'exemple. un engrenage
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conique à denture courbe; dans cette figure est indiquée schématiquement.'par des lignes mixtes, la fraise (..ou meule-) à coupe pour tailler (ou rectifier) la dent creuse courbe, à employer lorsque la courbure de la dent est telle qu'elle ne permet pas l'emploi d'une fraise (ou meule) normale à disque.
Les fig. 6, 7, 8, 9, 10, 11 et 12 représentent d'une manière tout-à-fait schématique, dans ses phases successives de travail pendant un cycle complet de taille de la dent creuse (ou de rectification de la dent), l'ap- pareil à tailler (ou rectifier) des engrenages cylindri- ques.
La fig 13 montre, enfin, une variante du schéma de l'appareil à tailler des engrenages cylindriques repré- senté par les' fig. 6 à 12.
Comme il a été mentionné, la taille.ou la rectifi- eation se 'produit, pendant que 1+outil et la roue se rap.- prochent graduellement l'un de l'autre, par l'effet d'un mouvement transversal comprenant deux phases qui se sui- vent alternativement, l'une de rapprochement vers un flanc ou vers l'autre de la dent creuse, et l'autre de roulement qui provoque l'usinage des flancs selon un profil à déve- loppante de cercle, ces mouvements de rapprochement et-de roulement s'alternant pendant le travail. pour la taille d'engrenages coniques, le mouvement transversal de rapprochement a lieu autour d'un axe y-y, situé à une distance déterminée de la pièce en cours de , travail, qui est déterminée, par exemple,
odes manières indiquées ci-après, et, de.façon anàlogue, le roulement a lieu autour d'un axe x-x passant par le sommet du cône primitif de l'engrenage conique à tailler.
Dans le cas d'engrenages cylindriques, les axes sont à l'infini, de sorte que les déplacements rela- tifs ont lieu selon des directions rectilignes et non en' '! courbe. :.
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Dans la fig. 1, qui montre le -schéma de l'appareil àtailler les engrenages coniques, I indique la roue cent. que à denter qui est montée sur un arbre 1 tournant dans support 2. muni d'un pivot d'oscillation, dont l'axe est indiqué par x-x, par rapport à la plaque 3, laquelle 'peut osciller autour du pivot 4, à axe y-y, par rapport à la plaque 9 se trouvant au dessous, Sur l'arbre 1 est calé un disque 5, dont la circonférence se trouve sur le cône primitif de l'engrenage conique à tailler, dont le sommet P est situéà l'inversection avec l'axe de l'arbre 11.
Sur la périphérie du disque 5 sont fixés les extrême tés de deux fils ou de câbles flexibles 6 et 7, enroulées en sens'contraires,' dont les autres deux extrémités sont assujetties à des points 8 de la plaque }. La plaque 9, sur laquelle la plaque 3 est montée oscillante autour du pivot 4, est munie de deux arrêts réglables 10, 10,' . pour cette dernière, et un dispositif de freinage 11 agit ' sur le pivot 'à axe x-x et ainsi sur le support 2 de l'arbre 1. Dans le schéma on a indiqué la dent F de la ' fraise.
Les deux fils flexibles 6 et 7, en combinaison avec le disque 5. remplissent la fonction-de provoquer le mouvement de roulement de la roue à tailler à la fin de chaque oscillation de l'arbre 1, c'est-à-dire'de la roue I autour de l'axe x-x passant par le centre P, qui provoque le rapprochement de l'outil vers l'un ou l'autre flanc de la dentr. En agissant en sens transversal sur l'axe 1, ce dernier oscille autour de l'axe y-y jusqu'à ce qu'il heurte contre l'un ou l'autre des deux arrêts
10, 10', lesquels sont réglables,de manière que cet arrêt coïncide- avec la position de rapprochement entre l'outil et l'un ou l'autre flanc de la dent creuse.
A partir de cet instant du heurt contre l'un des arrêts 10, 10', le frottement produit par le dispositif de pression, est
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vaincu et l'oscillation ultérieure de l'arbre 1 provoque une rotation, non plus autour de l'axe y-y, mais autour de l'axe x-x, qui produira un roulement de l'èngrenage I à tailler, par rapport à lafraise, et ainsi l'usinage des flancs en développante de la dent creuse. Pour. rendre plus évident le principe caractéristique de fonctionnement du dispositif décrit schématiquement ci-dessus, ce dis- positif est représenté aux fig. 2 et 3 dans une forme de réalisation pratique.
L'appareil comprend un bâti 12 portant le dispositif diviseur constitué par la boite 13, à l'intérieur de laquelle est agencée la vis sans fin 14 engrenant avec la roue hélicoïdale 15,.qui est calée sur l'arbre 1, sur lequel est fixée la roue à tailler 1.
Sur l'arbre 16 de la vis sans fin (fig. 3) est calé, à l'extérieur de la boite 13, le disque diviseur 17 (fig. 3)
Tout le système diviseur porte-pièce peut osciller autour du centre P, constituant le sommet du c8ne primitif, dans des'rainures convenables en arc selon le cercle 18, pra- tiquées dans le bâti 12,
Le manchon 19 (fig. 1) dont la boite 13 du système diviseur est solidaire, peut tourner dans le manchon
20, qui est muni du système de fermeture à écrou,21 (fig. 3) pour la fixation du groupe dans les positions dé- sirées.
Sur le manchon 19 est calé, du côté de l'outil F. l'engrenage conique 22 ayant l'angle du cône générateur égal à celui de la roue à tailler; cet engrenage, qui est interchangeable, engrène avec la- crémaillère demi- circulaire 23, dont la génératrice asse par le cercle primitif de la dent à tailler. Cette crémaillère,est supportée par'les deux montants 24 (fig. 3) portés par la base du bâti 12. Tout le bâti 12 peut osciller sur la base 3 par un mouvement angulaire autour du pivot 25, dont l'axe x-x passe par le point,? qui est le centre
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de tout le système; cette oscillation peut être imprimée, par exemple par la commande 26.
La base 3, portant le dispositif 11 de freinage du bâti 12, peut, à son tour, être déplacée dans des guides dans le sens des flèches par rapport à la plaque,
9, à l'aide de la vis 27, manoeuvrable à l'aide de la . manette 28, pour provoquer le déplacement du pivot 25 à axe x-x par rapport-au pivot 29 à axe y-y de la plaque
9, afin de l'amener, par rapport à ce dernier, dans la position exacte qui peut être déterminée par exemple, par le système montré à la fig. 4.
Le pivot 29 permet la rotation de la plaque 9 . sur la' plaque 30, qui porte à son tour un ergot 31 (fig. 2), contre lequel heurtent deux arrêts 10, 10' limitant l'oscillation angulaire de la plaque susdite-.
Ces arrêts sont réglables et, dans ce but, ils sont constitués par des vis. La plaque 30 peut osciller par 'rapport à la base principale 32 (fig. 1) de l'appareil autour du pivot horizontal 33; elle est réglée à l'angle voulu à l'aide du système de fermeture 34, et est fixée au'.chariot de la machine à fraiser au moyen des oreilles 35..
L'outil circulaire a une section en forme de trapèze qui, en correspondance du primitif, est. de largeur .inférieure à la largeur minima de la dent creuse, également mesurée en correspondance du primitif de la roue conique à tailler.
Pour déterminer graphiquement la'position de l'axe x-x par rapport à l'axe y-y, on peut procéder comme suit : on porte la largeur de la dent de la fraise, mesurée sur le primitif, dans.1''angle de la dent creuse,
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et on élève les lignes normales aux côtés de l'angle de la dent aux points où le segment représentant cette lar- geur, disposé normalement à la bissectrice, rencontre ces c8tés. Le point d'intersection de ces lignes normales, situé sur la bissectrice de l'angle,.représente exacte- ment ce centre.
Plus simplement, ledit centre d'oscillation peut s'obtenir graphiquement, comme indiqué à la fig. 4, en marquant l'axe 0-0 de symétrie de la fraise F dans ' les deux positions dans lesquelles celle-ci se trouve en correspondance de son primitif - a a- contre les deux flancs c c de l'angle de la dent creuse, Le point d'inter- section des axes 0-0 de la fraise placée dans ces deux positions, représentera le centre A d'oscillation situé sur l'axe y-y.
Dans ladite figure, F indique la fraise et I
1?engrenage à tailler,
Par l'appareil selon l'invention on détient le résultat caractéristique de l'usinage progressif (tail- le ou rectification ) de la dent creuse par une seule passe de rapprochement relatif de la fraise ou meule de la roue à tailler (ou à rectifier), et la dent creuse sort de cette opération complètement finie, Lappareil représenté aux fig. 2 et 3 est utilisé comme suit ::'après avoir réglé le diviseur de façon à permettre un déplacement angulaire de la roue à denter en rapport au nombre de dents requises, on monte la roue den- tée 22, ayant les caractéristiques spécifiées ci-dessus, en ayant soin qu'elle engrène exactement avec la crémaillère
23.
On fixe alors la roue à tailler I sur l'arbre 1, ensuite on règle la position relative de l'axe x-x par rapport à l'axe y-y en agissant sur la commande 27, on
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effectue alors le réglage des vis 10, 10' des arrêts par rapport au pivot fixe 31 (fig. 3), de manière que l'angle d'oscillation de la plaque 9 corresponde à l'angle @@ (fig.4) d'ouverture du vide à tailler, et on règle le dispositif freinant 11 de manière qu'il puisse vaincre l'effort initial d' oscillation généré par le mouvement' de la commane 26, Enfin, on règle l'inclinaison de tout l'appareil par rapport à la base principale ' ': 32, de manière que le plan du fond de la dent à tailler soit horizontal par rapport au. mouvement ,de l'outil ]\,.
Au début .du travail, on imprime au chariot porte-appareil le mouvement d'avancement et, en même temps, à l'aide de la commande 26 .on faitosoiller tout le système autour du pivot 29, la rotatin du bâti sur le pivot étant empêchée par le frein 11, jusqu'à ce que la vis de réglage 10 ou 10' (selon le sens du mouvement d'oscillation) va heurter .contre le pivot 31 (fig. 3).
A cet instant, par l'effet' de l'effort continu engendré par la commande 26 et sous l'action du système d'arrêt 31-10-10', on vainc la résis- tance du frein 11 (fig. 1), en permettant au bâti d'oscil- ler autour de l'axe x-x au moyen du pivot 25, et en obligeant la roue dentée conique 22 à rouler sur la cré- maillère 23 (fig.2) et à entraîner dans sa rotation le manchon 19 et ainsi la botte 13 avec tout le système briseur, l'arbre 1 et la roue à dénier I solidaire de ce système, selon une développant, de cercle par rapport à la lame de la fraise F, en usinant ainsi le flanc de la dent,
En répétant l'oscillation de la commande 26 dans le sens contraire, à mesura que le chariot porte-appareil avance,
on obtient 1.'usinage progressif du vide de la
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dent creuse de .la roue à denier selon le profil en dévelop- pante et à ouverture croissant selon l'angle formé par les cotes ce.
Pour denter à mouvement automatique, on emploie un'outil à dents disposées sur une portion de circonférence inférieure à 180 et selon un pas en hélice égal au pas intérieur de la denture à couper; en reliant en même temps le mouvement automatique de l'appareil diviseur à la broche porte-outil, ainsi que l'oscillation de la commande à l'aide de mécanismes à manivelle généralement connus, on obtient, comme ci-dessus, la taille automatique de la.pièce ,complète, avec abolition partielle de l'assistance manuelle:-.
Lappareil à tailler les engrenages-cylindriques est représenté par les fig'. 6 à 12.
Les' deux parties principales de 1' appareil sont la plaque inférieure 9 et la plaque supérieure 3. Puisqu'il s'agit d'engrenages cylindriques, comme mentionné ci-dessus, les deux axes x-x et y-y se trouvent à l'infini, c'est-à- dire les déplacements sont parallèles et sont produits, par exemple, à l'aide d'un mécanisme à manivelle., dont 12 indique la bielle et 13 le cercle parcouru par le bouton de manivelle autour du pivot 14,.La plaque inférieure 9 porte deux'dents, respectivement 10 et 10', à flancs inté- rieurs coniques, et entre ces dents est agencé l'organe de réglage du déplacement latéral, constitué par une dent
15, également conique, qui peut être déplacée selon son axe pour ce réglage.
Ce dispositif permet d'obtenir.une grande sensi- bilité de réglage'. La plaque 3 est reliée à la bielle 12 et peut coulisser par rapport à la plaque 9, mais avec un certain frottement réglable par tout moyen convenable en ,agissant sur la pression entre des,surfaces de friction.
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'La plaque 3 porte les supports 4 de la'roue I à denter à denture cylindrique, montée sur un arbre 16.
Sur le même arbre 16 est monté un disque 17 ayant un rayon égal à celui du cercle primitif de l'engrenage à tailler. auquel sont fixés les bouts de deux fils ou rubans flexibles/dont, l'autre bout est assujetti en 8 à des montants 18 solidaires de la plaque 9'.
Le fonctionnement de l'appareil est évident par l'examen des fig. 6 à 12. Lorsque le mécanisme de manivel- le se trouve dans la position indiquée sur la fig. 6, lafraise se trouve dans le vide de la dent creuse. Lors- que ce mécanisme passe de la position de la fig. 6 à 'celle de la fig. 7, la position relative des plaques 3 et 9 ne varie pas, et la dent d'arrêt 15, qui se trouvait en contact avec la dent 10', vient contre la dent 10 par,effet du déplacement latéral du groupe des deux plaques'3 et 9, auquel correspond un déplacement latéral de,la roue.
à tailler par rapport à la fraise F, à la fin duquel cette dernière se trouve en correspondance de l'ex- trémité supérieure du profil d'un flanc de la dent creuse.
Par le mouvement ultérieur, en direction des flèches, du mécanisme à manivelle, au passage de la position montrée à la fig. 7 à celle montrée à la fige 8, 'comme la plaque. 9 . ne peut pas se déplacer davantage, parce qu'elle heurte contre la dent d'arrêt 15, la résistance de frottement entre les plaques 3 et 9, est vaincue, et la plaque 3 se déplace par rapport à la plaque 9, comme montré par la fig.8, en provoquant, par effet du. mécanisme constitué par le disque 17 et par les fils flexibles 7 et 6, un mouvement de roulement de la roue à tailler,.dont l'axe, pendant qu'il se déplace latéralement, tourne en même temps sur soi-même, de sorte que le flanc de la fraise tra- vaille le flanc correspondant de .la dent creuse.
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Un développement ultérieur de la position selon la fig. 8 à celle .entrée à la fig. 9, produit un roule- ment successif de la roue à denter jusqu'à la position montrée à la fig. 9, pendant lequel la dent creuse se déplace transversalement par rapport à lafraise, sans toucher l'autre flanc de la dent creuse. Dans le mouvement de la position de la fig. 9 à celle de la fig, 10, une première phase d'inversion du mouvement transversal commence .et le groupe des deux plaques 3 et 9 se déplace, sans aucun mouvement relatif des plaques, jusqu'à ce que la dent d'arrêt réglable,15, qui était contre la dent 10, vient à se trouver contre la dent 10'. Dans cette position selon la fig. 10, le flanc de la fraise vient à se trouver contre l'extrémité de l'autre flanc de la dent creuse à tailler.
Par le mouvement ultérieur de la position de la fig, 10 à celle de la fig, 12, la plaque 9 ne pourra avancer plus loin, car elle est retenue par la dent 15 qui heurte la dent 10'. La plaque se déplace alors contre la résistance de frottement, par rapport à la plaque 9. la roue à tailler effectue un mouvement de roulement contraire à celui décrit précédemment, et l'autre flanc de la fraise travaille le flanc de la dent creusa
En remplaçant lafraise par une meule ayant le même profil, onobtient par le dispositif décrit ci-dessus la rectification des engrenages cylindriques déjà taillés'.
Selon la variante représentée sur la fig. 13, relative également à un dispositif à tailler les engrenages cylindriques, le mouvement du mécanisme à manivelle se transmet, non pas directement à la plaque 3 de support de la roue I à tailler, mais à travers un balancier 19, auquel est articulée en 20 la bielle. Le balancier 19 oscille autour du point 21 et, à l'aide d'une bielle 22, il est relié à la plaque 3, Dans cet exemple, les arrêts réglables
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pour. te déplacement de la plaque 9 sont constitués par des vis 23, 23', portées par des pièces 24 auxquelles -sont reliées les vis 25, 25', respectivement à droite ,et à gauche, actionnables à l'aide'd'un manchon central à vis-mère 26.
Entre les , plaques 3 et 9 est prévu le mécanisme de frottement usuel'..
Le fonctionnement'du'dispositif décrit ci-dessus est égal à celui décrit précédemment, mais le travail de la fraise est 'inverti eu égard à l'usinage des flancs de la 'dent creuse, plus particulièrement la .fraise, qui travaille, dans'un .cas le profil de la périphérie'vers ' le centre; l'usine dans l'autre du centre vers la péri- phérie.
Le.principe de l'inversion peut être réalisé aussi à l'aide d'un outil- du type'du rabot, (mouvement alternatif)'.au lieu d'un outil du type de la fraise .(mouvement rotatif) comme décrit ci-dessus. Dans ce cas, à chaque passe il ne se produit ni un;
mouvement relatif, ni. d'oscillation ni de roulement entre l'outil et la pièce à travailler, ces mouvements s'effectuant entre une course et l'autre, La dent est ainsi usinée sur sa l'on- gueur par un avancement progressif en profondeur, Cette solution ne pourra être réalisée que dans des cas spéciaux ,'en raison de la capacité réduite de production qu'elle Comporte,
Il est bien entendu que les détails constructifs du dispositif à tailler ou à rectifier les roues dentées, applicable aux machines à fraiser usuelles, ainsi que ceux de la machine destinée particulièrement à effectuer ce travail, selon le principe caractéristique'de l'inven- tion, pourront être réalisés de n'importe quelle manière* sans sortir du cadre,
de l'invention. Par exemple, on pourra,prévoir des commandes particulières indépendantes
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pour chacun des deux mouvements transversaux caractéris- tiques, par exemple à l'aide de cames, de distributeurs hydrauliques, etc...
REVENDICATIONS .le) Dispositif à tailler et rectifier les roues dentées, caractérisé en ce que la taille ou la rectifi- cation de la dent creuse s'obtiennent par un mouvement de rapprochement réciproque de la fraise ou de la meule et de la roue, et en même temps on produit un mouvement relatif transversal de ces parties, par effet duquel la fraise emporte complètement le métal, en travaillant les flancs; et la meule rectifie les flancs de la dent.
2 ) Dispositif comme revendiqué sous 1, caracté- risé en ce que le mouvement relatif transversal entre la fraise ou la meule et la roue, comprend deux phases, la première de rapprochement vers -l'un ou l'autre flanc de la dent creuse, et la deuxième de roulement, qui pro- voque l'usinage des dents selon un profil en développante de cercle, ces deux phases de rapprochement et de roule- ment s'alternant dans le fonctionnement du dispositif, pendant que la fraise ou la meule avance par rapport à la pièce.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.