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"Procédé pour la rectification par brunissage des engrenages de petites dimensions et machine pour sa mise en oeuvre"
Les engrenages de grand module 2,00 et plus, desti- nés à la mécanique de gros volume (automobilee-oamions- maohines outile,eto...)aont classés par catégories de qua- lité.
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Des qu'il s'agit d'obtenir des engrenages de olas- ses dites A ou AA (qualité soignée et préoise),les dentures de ces engrenages sont rectifiées après traitements thermi- ques et sont ensuite contrôlées sur dee appareils de mesure spéciaux, tels que les appareils KLINGELBERG, FELLOW, GOULDER, été.,
Les engrenages de petits modules destinés à la méca- nique horlogère et à la mécanique de précision,de par leur volume réduit,n'ont pu bénéficier de techniques de reotifi'- cation des dentures.Par contre,les techniques de contrôle appliquées.
aveo les marnes appareils de mesure sont justi- fiées par les faibles couples appliqués à ces engrenages,ce qui rend la fabrication très difficile,principalement dans les classes A et AA.
En petite mécanique de précision horlogère ou au- tres,les parties en frottement sûbissent, après traitement thermique,une rectification par brunissage. L'opération de brunissage consiste à augmenter la dureté superficielle par écrouissage de la surface,par l'amélioration de l'état de cette surface en aplanissant les rayures d'usinage et en améliorant l'aspect du brillant de la pièce.
Les pièces ainsi traitées sont toujours cylindriques ou coniques représentant des embouts de pivot,des portées d'arbres,etc...
Cette opération consiste à appliquer avec une cer- taine pression un brunissoir en acier traité et reotifié sans aucun ingrédient abrasif et à obtenir ainsi,outre un état de surface très brillant, un écrasement des sommets des aspérités résultant ou provenant des défauts d'état de sur- face.
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La qualité de la surface obtenue est'ainsi très améliorée,l'aspeot devient brillant à reflets bruns,d'ou. le nom de "brunissage",
Outre l'amélioration d'aspect et d'état de surface, un écrouissement superficiel est obtenu qui augmente la résistance à l'usure et diminue le coefficient des frotte- mente,
En vue de pallier les inconvénients précités de la rectification des petits engrenages,la. présente invention concerne un procédé pour la rectification des engrenages de petites dimensions consistant en l'application nouvelle,à cet effet,du "brunissage", opération étant réalisée à l'aide d'engrenages ou "mastera" dont les dentures ont subi des corrections appropriée s.
La machine pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte une broche entraînée en rotation,dans chaque sens,pendant un tempe déterminé réglable,et sur laquelle est calé un engrenage ou"master" d'entraînement taillé au profil théorique de même module que l'engrenage à recti- fier,et au moins deux engrenages cette à denture corrigée,l'un "en plus" et l'autre "en moins" qui,jouant le rôle de brunissoirs,sont appliquée par des moyens à ressort oontre l'engrenage à rectifier et l'appliquent oontre le ou"masters" central, d'entraînement,
Suivant une forme d'exécution de l'invention,
les deux "master" sont portés par une semelle pivo- tant sur un chariot coulissant sur deux glissières parul- lèlea encadrant le master central,et chacun de ces masters-brunissoirs est porté par une chape fixée en bout d'un arbre horizontal libre en massters-brunissoirs disposition permet le centrage et le positionnement corrects des dentures des masters par rapport à rotation;
cette$la denture à rectifier,
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L'engrenage à rectifier est porté par un disposi- tif entre-pointes solidaire d'un chariot coulissant sur des glissières parallèles à celles précitées du chariot portant les masters brunissoirs,
Suivant une forme d'exécution avantageuse de cette machine,il est prévu deux chariots portant les masters-bru- nissoirs et deux chariots portant les engrenages à recti- fier,chacun d'eux étant disposé symétriquement à son homo- logue par rapport au master central,
Dans cette forme d'exécution,les chariots des mas- ters brunissoirs sont liés l'un à l'autre par un ou plu- sieurs ressorts engendrant la pression nécessaire au brunis- sage,
tandis qu'un levier actionnant une came disposée entre eux permet de les écarter pour procéder à l'échange des engrenages à rectifier.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution d'une machi- ne permettant la mise en oeuvre de ce procédés
Figure 1 en est une vue en plan par-dessus;
Figure 2 en est une vue en élévation aveo demi- coupe suivant 2-2 de figure l;
Figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de fig.1.
Le bâti de la machine est constitué par un pla- teau horizontal 2 portant,en son centre,le palier 3 d'une broche verticale 4.A l'extrémité inférieure de la broche 4 sont oalées trois poulies 5,6 et 7,permettant son entra- nement en rotation à trois vitesses différentes.! l'extré- mité supérieure de la broche 4 est calé un engrenage 8 ou maater central d'entraînement.
De part et d'autre du palier 2,le plateau 2 porte
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deux glissières horizontales coaxiales 2 sur lesquelles cou- lissent deux ohariots 11. Chacun des chariots 11 porte une semelle 12 pouvant pivoter librement autour d'un axe verti- oal 13.
Chaque semelle 12 est équipée de deux supports res- peotivement 14 et 15 ,servant de paliers à des arbres hori- zontaux,respeotivement 16 et 21,dont les axes sont symétri- ques par rapport à l'axe médian des glissières 2,lequel passe par l'axe de la broche 4.Par leur extrémité postérieure, les arbres 16 et 17 sont en appui contre une butée réglable respectivement 18 et 19.A leur extrémité antérieure,ils sont équipés d'une chape, respectivement, 21 et 22. Dans la chape
21 est monté un engrenage 23 à denture oorrigée "en plue" - au module de l'engrenage à rectifier,et dans la ohape 22 est monté un engrenage 24,à denture corrigée "en moins",au module de l'engrenage à $rectifier.
Les engrenages à recti- fier 25 sont montés chacun dans un dispositif entre-pointes
26 ,porté par un chariot 27, coulissant sur des glissières 28 parallèles aux glissières et disposées sur la plaque 2 de part et d'autre de la broche 4.
Les deux chariots 11 sont liés l'un à l'autre par un ressort ±±,qui tend à les rapprocher l'un de l'autre.
Les deux chariots 11 peuvent être écartés l'un de l'autre, à l'aide d'une oame 31 scalde sur un arbre vertical )
32 porté par la plaque 2,et disposé entre deux bras so- lidaires, chacun,d'un chariot !le
Comme on le voit sur la figure 1,la rotation de la came 31 dans le sens de la flèche 34 a pour effet d'6carter l'un de l'autre les ohariots ll, Cette manoeuvre s'effectue à l'aide d'un levier 35, calé sur l'arbre 32.
Le fonctionnement de cette machine est le suivants
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sous l'action du ressort ,lea deux chariots 11 tendent à se rapprooher l'un de l'autre,de telle sorte que les engre- nages à reotifier 25 sont plaqués par les "mastera" 23 et
24 contre le master 8. La pression de leur contact dépend directement de la tension réglable du ressort 29.
Le master 8 qui sert à l'entraînement en rotation, successivement dans les deux sens et pour un temps déter- miné et réglable,des engrenages ,est taillé au profil théorique de mêms module que les engrenages 25¯.Ce master 8 n'a qu'un rôle d'entraînement.
Les "masters" et 24 jouent le rôle de brunissoirs,et le fait qu'ils soient montés sur une semelle pivotante 12 permet leur auto-centrage.De même, le fait que les chapes 21 et 22 soient portées par les ar- bres 16 et 17 libres en rotation, a pour effet qu'ilsadop- tent automatiquement une orientation correcte,
Le brunissage réalisé par les "masters" 23 et 24 permet d'obtenir,sans rectification,60 à 75% de réduction des erreurs de division,d'excentricité,de profil,et de distorsion et 80 à 90% des erreurs d'états de surfaces. On peut considérer qu'après brunissage,l'erreur composée to- tale, c'est-à-dire l'ensemble des erreurs précitées,est di- minuée des deux tiers.
Le fonctionnement de cette machine peut être auto- matique, c'est-à-dire que la broche 4 peut Atre entraînée en rotation dans un sens durant un temps préréglé de quel- ques secondes et,au terme de ce premier temps,son sens de rotation peut être inversé durant un temps également pré- réglé de quelques secondes,
Au terme de ce deuxième tempe,la machine s'arrête automatiquement,l'opération de brunissage étant alors ter- minée. L'opérateur n'a plus qu'à manoeuvrer le levier 35
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pour écarter les ohariots Il,retirer les engrenages recti- fiés 25 et les remplacer par de nouveaux engrenages à reo- tifier.
L'opération de brunissage s'effectue de préférence sous un jet de lubrifiant approprié.A cet effet,une pompe d'arrosage débite, par une buse 2[,le lubrifiant qui est ré- cupéré par des canaux 37 ménagés à cet effet sur le pla- teau 2, -REVENDICATIONS- l.-Prooédé pour la rectification des engrenages de toutes dimensions,caractérisé en ce qu'il consiste en l'application nouvelle,à cet effet,du "brunissage", cette opération étant réalisée à l'aide d'engrenages ou "masters" dont les dentures ont subi des corrections appropriées.
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"Process for the grinding by burnishing of gears of small dimensions and machine for its implementation"
Large modulus gears 2.00 and over, intended for large volume mechanics (automotive-oamions-maohines tool, etc.) have been classified by quality categories.
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As soon as it comes to obtaining gears of so-called A or AA olasses (careful and preoise quality), the teeth of these gears are rectified after heat treatment and are then checked on special measuring devices, such as KLINGELBERG, FELLOW, GOULDER, summer devices.,
The gears of small modules intended for watchmaking mechanics and precision mechanics, by virtue of their reduced volume, could not benefit from tooth re-notification techniques. On the other hand, the control techniques applied.
with marl measuring devices are justified by the low torques applied to these gears, which makes manufacture very difficult, mainly in classes A and AA.
In small watchmaking precision mechanics or others, the friction parts ensure, after heat treatment, grinding by burnishing. The burnishing operation consists in increasing the surface hardness by work hardening of the surface, by improving the condition of this surface by flattening the machining scratches and by improving the gloss appearance of the part.
The parts treated in this way are always cylindrical or conical representing pivot end pieces, the bearing of shafts, etc.
This operation consists in applying with a certain pressure a treated and reotified steel burnisher without any abrasive ingredient and thus to obtain, in addition to a very shiny surface state, a crushing of the tops of the asperities resulting from or coming from defects of state of area.
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The quality of the surface obtained is thus greatly improved, the aspeot becomes shiny with brown reflections, hence. the name "browning",
In addition to the improvement in appearance and surface condition, surface hardening is obtained which increases wear resistance and reduces the coefficient of friction,
In order to alleviate the aforementioned drawbacks of rectifying the small gears, the. The present invention relates to a process for the grinding of gears of small dimensions consisting in the new application, for this purpose, of "burnishing", an operation being carried out using gears or "mastera" whose teeth have undergone corrections appropriate s.
The machine for the implementation of this method comprises a spindle driven in rotation, in each direction, for a determined adjustable temple, and on which is wedged a drive gear or "master" cut to the theoretical profile of the same modulus as the gear to be ground, and at least two gears this corrected toothing, one "more" and the other "less" which, playing the role of burnishers, are applied by spring means against the gear to be rectified and apply it against the central or "masters", drive,
According to one embodiment of the invention,
the two "master" are carried by a sole pivoting on a sliding carriage on two parallel guides framing the central master, and each of these master burnishers is carried by a yoke fixed at the end of a free horizontal shaft. massters-burnishers arrangement allows the correct centering and positioning of the teeth of the masters in relation to rotation;
this $ the toothing to be rectified,
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The gear to be rectified is carried by a device between centers secured to a sliding carriage on slides parallel to those mentioned above of the carriage carrying the burnishing masters,
According to an advantageous embodiment of this machine, there are provided two carriages carrying the master burners and two carriages carrying the gears to be ground, each of them being arranged symmetrically to its counterpart with respect to the master. central,
In this embodiment, the carriages of the burnishing masters are linked to one another by one or more springs generating the pressure necessary for burnishing,
while a lever actuating a cam arranged between them allows them to be moved apart in order to exchange the gears to be rectified.
The attached schematic drawing represents, by way of non-limiting example, an embodiment of a machine allowing the implementation of this process.
Figure 1 is a plan view from above;
Figure 2 is an elevational view aveo half-section along 2-2 of Figure l;
Figure 3 is a sectional view along 3-3 of fig.1.
The frame of the machine consists of a horizontal plate 2 carrying, in its center, the bearing 3 of a vertical spindle 4. At the lower end of the spindle 4 are arranged three pulleys 5, 6 and 7, allowing its rotation drive at three different speeds.! the upper end of spindle 4 is fitted with a central drive gear 8 or maater.
On either side of landing 2, platform 2 carries
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two coaxial horizontal slides 2 on which slide two carriages 11. Each of the carriages 11 carries a sole 12 which can pivot freely around a vertical axis 13.
Each sole 12 is equipped with two supports 14 and 15 respectively, serving as bearings for the horizontal shafts, respectively 16 and 21, the axes of which are symmetrical with respect to the median axis of the slides 2, which passes by the axis of the spindle 4 By their rear end, the shafts 16 and 17 are supported against an adjustable stop respectively 18 and 19. At their front end, they are equipped with a yoke, respectively, 21 and 22. In the screed
21 is mounted a gear 23 with corrected teeth "down" - to the module of the gear to be ground, and in the ohape 22 is mounted a gear 24, with corrected teeth "less", to the module of the gear to $ rectify.
The gears to be ground 25 are each mounted in a device between centers
26, carried by a carriage 27, sliding on slides 28 parallel to the slides and arranged on the plate 2 on either side of the spindle 4.
The two carriages 11 are linked to each other by a spring ± ±, which tends to bring them closer to one another.
The two carriages 11 can be separated from each other, using an oame 31 scalde on a vertical shaft)
32 carried by the plate 2, and disposed between two solid arms, each of a carriage!
As seen in Figure 1, the rotation of the cam 31 in the direction of arrow 34 has the effect of moving the ohariots II apart from one another, This maneuver is carried out using a lever 35, wedged on the shaft 32.
The operation of this machine is as follows
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under the action of the spring, the two carriages 11 tend to move closer to one another, so that the gears to be reotified 25 are pressed by the "mastera" 23 and
24 against the master 8. The pressure of their contact depends directly on the adjustable tension of the spring 29.
Master 8, which is used to drive the gears in rotation, successively in both directions and for a fixed and adjustable time, is cut to the theoretical profile of the same modulus as the gears 25¯. than a training role.
The "masters" and 24 play the role of burnishers, and the fact that they are mounted on a pivoting sole 12 allows their self-centering. Likewise, the fact that the screeds 21 and 22 are carried by the shafts 16 and 17 free to rotate, has the effect that they automatically adopt the correct orientation,
The burnishing carried out by the "masters" 23 and 24 makes it possible to obtain, without rectification, a 60 to 75% reduction in division errors, eccentricity, profile, and distortion and 80 to 90% of state errors of surfaces. It can be considered that after burnishing, the total compound error, that is to say all the aforementioned errors, is reduced by two thirds.
The operation of this machine can be automatic, that is to say that the spindle 4 can be driven in rotation in one direction for a preset time of a few seconds and, at the end of this first time, its direction. rotation can be reversed for a time also preset of a few seconds,
At the end of this second tempering, the machine stops automatically, the browning operation then being completed. The operator only has to operate lever 35
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to move the gears II apart, remove the ground gears 25 and replace them with new gears to be re-tified.
The burnishing operation is preferably carried out under a jet of suitable lubricant. For this purpose, a sprinkler pump delivers, through a nozzle 2 [, the lubricant which is recovered through channels 37 provided for this purpose on the plate 2, -CLAIMS- 1.-Process for the grinding of gears of all sizes, characterized in that it consists in the new application, for this purpose, of "burnishing", this operation being carried out at l using gears or "masters" whose teeth have undergone appropriate corrections.