Procédé<B>de</B> taillage par génération, des engrenages coniques et outil pour la mise en #uvre de ce procédé. On sait que si deux pignons coniques différents .4 et<I>B</I> (fig. <B>1)</B> engrènent tous deux avec une roue plane C, ils pourront engrener parfaitement entre eux. On a par suite essayé, dans le taillage des engrenages coniques, par génération, de créer, au moyen de l'outil, une roue plane conique, c'est-à-dire dont l'angle de cône primitif serait<B>180'</B> de manière<B>à</B> pouvoir façonner tous les engre nages coniques correspondants.
Mais les outils rotatifs et les mouvements employés<B>j</B> usqu'i ci n'ont pas conduit<B>à</B> la réalisation de cette roue plane idéale travaillante.
La présente invention se rapporte<B>à</B> titi procédé de taillage des engrenages coniques par génératioti, suivant lequel on donne<B>à</B> la fi-aise, en même temps que son mouvement de rotation, un mouvement pendulaire, tandis que la vitesse du mouvement de rotation de l'ébauche est alternativement augmentée et diminuée en concordance avec les oscillations de la fraise, On pourra se servir, pour le taillage des engrenages coniques normaux, des spiro- coniques, des hyperboliques<B>et</B> des spiro- hyperboliques, d'une fraise-vis <B>à</B> filet partiel<B>à</B> un seul pas enroulé sur Lin cylindre, et,
pour le taillage des engrenages<B>à</B> dents courbes, d'une fraise de même principe que la précé dente, mais qui, au lieu d'être formée d'une hélice sur Lin cylindre, sera formée d'une spirale sur un plateau et travaillera en bout.
Les fig. 2<B>à 15</B> du dessin annexé montrent, <B>à</B> titre d'exemple, des formes d'exécution<B>de</B> fraises employées avec le procédé conforme <B>à</B> l'invention, et schématiquement, une ma chine capable de donner automatiquement<B>à</B> la fi-aise et<B>à</B> l'ébauche les mouvements nécessaires.
Les fig. 2 et<B>3</B> montrent une fraise-vis, respectivement en vue de face et de profil; La fig. 4 est la section<B>à</B> grande échelle d'une dent de cette vis - Les fig. <B>5</B> et<B>6</B> montrent partiellement en vue de côté et de face une machine pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention; La fig. <B>7</B> est Lin schéma général du mé canisme caractéristique dé cette machine;
La fig. <B>8</B> est un schéma explicatif du désaxage de la fi-aise pour le taillage des engrenages spiro-coniques; La fig. <B>9</B> montré une surface hyperbolique avec l'indication de l'inclinaison-<B>à</B> donner<B>à</B> la fraise pour la tailler;<B>-</B> La fig. <B>10</B> montré- en vue de face la frai-se -en spirale sur plateau, ou fraise-cloche; La fig. <B>Il</B> montre cette fraise en vue de côté, en travail;
La fig. 12 est une section<B>à</B> grande échelle d'une dent de la fraise, Les fig. <B>13</B> et 14 montrent schématique ment les mouvements de la fraise et des ébauches, dans le taillage d'un couple d'engre- riages coniques<B>à</B> dents courbes-, La fig. <B>15</B> montrer les deux sortes d'inch- naisons <B>à</B> donner aux glissières<B>du</B> porte- fraise pour le taillage de ce couple d'engrenages.
La fraise représentée aux fig. 2 et<B>3</B> est une fraise-vis réduite<B>à</B> une fraction de filet. Les caractéristiques en sont établies d'après la théorie suivante: Un même profil de dent abc cl, tournant d'un mouvement uniforme, pourra tailler les creux a<B>b</B> e<B><I>f,</I></B><I> a<B>b g</B> h,</I> de largeurs différentes, et toute la série intermédiaire, selon la vi tesse avec laquelle les différents points de l'ébauche<B>à</B> tailler se déplacent devant la fraise.
Or, oii sait que cette vitesse (vitesse cir- conférentielle du pignon conique) croît pro portionnellement depuis le sommet du cône primitif<B>-</B> où elle est nulle<B>-</B> jusqu'au grand module.. La fi-aise en descendant taille donc un creux croissant régulièrement en largeur. De plus, comme la fraise descend, non pas parallèlement<B>à</B> la génératrice du cône, mais parallèlement au fond de ci-eux, elle creuse de plus en plus profondément.
En chacun des points, la largeur taillée est égale<B>à</B> la largeur de la fraise, augmentée du déplacement de l'ébauche pendant le passage des dents de la fraise et diminuée du déplacement transversal de ces dents, grâce au pas de la fraise, ce qui se traduit par les équations suivantes: soient<B>1</B> et 2 les primitifs des modules extrêmes:<B>in M</B> <B>1 '</B> ', <B>l'</B> les largeurs de la fraise<B>à</B> ces mêmes primitif<B>S.</B>
Li, L2 les largeurs des creux<B>à</B> tailler<B>à</B> ces mêmes primitifs.
p le pas de la fraise.
a l'angle formé par les dents extrêmes de la fraise (fig. 2).
<B>19</B> l'angle de pression de la fraise (fig. 4). On a:
EMI0002.0038
Ces deux équations n'étant que l'expres sion de la largeur taillée suivant les déplace ments ci-de,#sus.
Enfin l'angle de taillage ,Pl' est obtenu par la formule:
EMI0002.0041
De ces trois équations on tire # <B>a</B> et<B><I>p</I></B> qui déterminent les caractéristiques de la fraise.
<B>Il</B> est<B>à</B> remarquer qu'une fraise ainsi calculée pour tailler du module<B>1</B> au module 2, pourra tailler tous les engrenages coniques ayant comme modules extrêmes<B>1</B> et 2 quel que soit leur nombre de dents, mais que cette même fraise pourra également tailler un engrenage du module 2<B>à</B> Lin module légèrement plus élevé ou du module<B>1 à</B> ce module, pourvu que le profil des dents de la fraise soit assez allongé vers le haut.
On possède donc une fraise qui non seule ment peut tailler tous les nombres de dents, mais encore une série très étendue des mo- dules La ce limite qui d'utilisation n'a jamais été sera obtenu atteinte jusqu'ici. lorsque <B>'</B> <B>le</B> passage des<B><I>N</I></B> dents de la fraise creuserait au fond de la denture<B>N</B> sillons <RTI
ID="0003.0001"> distin.cts, et non plus un seul fond plat.
Si cette fraise descendait suivant une trajectoire rectiligne (comme dans les ma chines<B>à</B> tailler cylindriques: Pfautter Lau- rentz), elle tracerait dans l'espace un secteur étroit de la roue plane idéale et creuserait dans l'ébauche une série de creux<B>à</B> section trapézoïdale (profil de crémaillère) convergents vers<B>le</B> sommet du cône primitif.
Mais si, conformément<B>à</B> l'invention, on imprime<B>à</B> la fraise pendant la taille, un mouvement d'oscillation pendulaire, ayant comme centre d'oscillation le sommet du cône primitif, et si on donne<B>à</B> l'ébauche un mouvement conjugué (en sorte que, l'ébauche suive le balancement<B>de</B> la fraise)-on obtiendra par le fait même le roulement de l'ébauche sur la roue plane idéale et un taillage théo rique parfait.
Ces deux ni <B>-</B> ouvements conjugués: balance ment de la fraise et roulements de l'ébauche pourront être obtenus par exemple comme indiqué pour la machine représentée aux fig. <B>5, 6, 7.</B>
Dans celle-ci, les glissières<B>1</B> du chariot porte-fraise, montées sur la tête circulaire 2 de la machine, orientable au moyen d'une vis tangente,<B>3,</B> sont de plus, inclinables autour d?un axe 211. Leurs oscillations alter natives obtenues par une rotation alternée de la vis tangente qui commande la tête circulaire, donneront au chariot porte-fraise et<B>à</B> la fraise le mouvement pendulaire cherché.
La rotation alternée est communiquée <B>à</B> la vis sans fin par un inverseur<B>6,</B> coin- mandé par les glissières<B>à</B> chaque fin de course, et l'amplitude de l'oscillation est ré glable soit par des butées commandant l'in verseur, soi t par Lin excentrique, soit par tout autre moyen.
L'inclinaison autour de l'axe 21, fait descendre la fraise suivant la ligne de fond de creux des dents, et permet d'obtenir ainsi <B>à</B> volonté la roue idéale plane.
Le plateau tournant 4 est inclinable autour de Faxe 5a de la vis tangente<B>5,</B> en soi-te que l'ébauche conique peut s'incliner<B>à</B> l'angle désiré.
Pour obtenir le roulement de l'ébauche sur la trajectoire de la vis-fraise oscillante, des accélérations et des ralentissements suc cessifs sont donnés<B>à</B> la rotation du plateau porte-ébauche. Ces augmentations et ceq di minutions de vitesse sont conjuguées avec les balanceinenÉs aller et retour des glissières par exemple par le moyen suivant: La vis tangente<B>3</B> actionnant l'oscillation des glissières commande par l'intermédiaire d'une tête -de cheval<B>7</B> et d'une nouvelle vis tangente<B>8</B> titi différentiel<B>9</B> monté sur l'arbre <B>10-11</B> commandant la rotation<B>du</B> plateau porte-ébaucbe 4.
La tête de cheval<B>7</B> reçoit un train de quatre roues donnant la valeur des sinus des angles de taillage, en sorte que le plateau circulaire tourne plus vite ou plus lentement en harmonie avec l'avance ou le retard de la fi-aise provoqué par l'oscil lation des glissières.
Quand la vis<B>8</B> fait tourner ta tête cir culaire 2 dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche<B><I>f,</I></B> fig. <B>6)</B> par l'intermédiaire de la tête de cheval<B>7</B> et de la vis tangente <B>8,</B> elle actionne en même temps le différentiel <B>9</B> et accélère la rotation du plateau porte- ébauche dans le sens conjugué de la flèche <B><I>f 1</I></B> (fig. <B>7).</B> Quand la rotation de la vis tangente<B>3</B> est inversée, la tête circulaire tourne en sens contraire et le plateau porte- ébauche subit un ralentissement dans sa rotation.
Tout en descendant, la fraise oseille donc et taille exactement les dents avec flancs en développante, car avec cette combinaison de mouvements l'ébauche roule sur la roue plane idéale que trace la fraise. La fraise travaille une portion de dents<B>à</B> chaque tour. Pour un tour de l'ébauche, la fraise accomplit autant de tours qu'il<B>y</B> a de dent. Quand la descente de la fi-aise est terminée, toutes les dents sont creusées.
Quoique le mouvement pendulaire des glissières soit solidaire de la rotation du plateau porte-ébauche, il est établi pour lie présenter aucun synchronisme avec ce dernier mouvement afin d'éviter les façettes sur les flancs des dents.
Une telle maebine peut être utilisée comme suit pour le taillage de divers engrenages: <I>Engrenages</I> spiro-coniques.
Pour tailler avec la fraise et la machine décrites, des engrenages spiro-coniques il suffira de déplacer la fraise en dehors du plan vertical qui passe par l'axe de l'ébauche.
On voit, fig. <B>8,</B> quen amenant la fraise de<B>0</B> en<B>01,</B> cette fi-aise engendrera une roue plane<B>à</B> dents<B><I>D', D</I></B> 2<B><I>,</I> Dl</B> etc <B>. . . . .</B> inclinées, tangentes au cercle de rayon<B>001.</B> Les dents creusées dans l'ébauche par cette roue seront doife en spirale.
<I>Engrenages hyperboliques.</I>
Pour tailler de tels engrenages, la fraise n'est pas désaxée, elle reste dans l'axe des glissières. Les ébauches d'une paire d'engre nages<B>à</B> tailler seront décalées l'une<B>à</B> droite, l'autre<B>à</B> gauche du plan d'oscillation.
Dans ce but la machine comportera un chariot porte-ébauche mobile transversalement. Pour amener la fi-aise en contact avec les ébauches, les glissières seront inclinées<B>à</B> droite ou<B>à</B> gauche, de manière que la trajectoire <B>de</B> la fraise s'incline- suivant la génératrice -4<I>B</I> (fig. <B>9).</B> L'ébauche doit être inclinée dans<B>le</B> plan perpendiculaire aux glissières, de façon que cette génératrice de l'hyper- boloïde primitif soit dans un plan vertical parallèle au plan des glissières.
E#9reî2ages spiro-hyperboliques. Pour le taillage de ces engrenages suffit, outre les dispositions précédentes, de désaxer la fraise. La fraise et l'ébauche sont donc désaxées par rapport<B>à</B> leur position initiale dans le taillage des engrenages co niques<B>à</B> dents droites.
Ces mises en application de l*invention peuvent être résumées ainsi: <B>10</B> Ébauche et fraise dans l'axe de la machine<B>-</B> Taillage conique normal. 20 Fraise désaxée, ébauche dans l'axe: Taillage spiro-conique.
<B>30</B> Fraise dans l'axe, ébauche désaxée: Taillage hyperbolique.
40 Fi-aise et ébauche désaxées: Taillage spiro-hyperbolique. <I>Engrenages<B>à</B> dents</I> coîtrbes.
Les engrenages coniques<B>à</B> dents courbes peuvent être taillés par le même procédé que les précédents, mais l'outil, au lieu d'être une fraise en hélice sur cylindre sera une fraise en spirale<B>30</B> sur plateau<B>81,</B> fig. <B><I>10</I></B> et<B>11,</B> qui travaillera en bout (fig. <B><I>11).</I></B>
Le profil des dents est trapézoïdal. L'angle de pression<B>P,</B> les largeurs 11, <B><I>Il</I></B> (fig. 12), l'angle a formé par les dents de finition, le pas<B>1)</B> de la spire, se calculent par les équations<B>déjà</B> établies,<B>à</B> propos de la fraise- vis, <B>à</B> laquelle la présente fraise est en principe identique.
<B>-</B> Si l'on suppose que cette fi-aise ainsi déterminée, tournant autour de son axe, soit mise en contact avec une ébauche conique, et que J'avance ne se fasse plus par une descente verticale de la fraise, mais par une avance horizontale de l'ébauche vers la fraise, on concoit très bien que la fraise va tailler dans l'ébauche une série de dents en spirale, mais dont les flancs seront rectilignes.
Si maintenant on donne<B>à</B> cette fraise- disque pendant son travail le mouvement de balancement précédemment décrit en môme temps qu'on imprime<B>à</B> la rotation de l'ébauche les accélérations et les ralentisse ments conjugués, on obtiendra des dents courbes, dont le profil sera en développante de cercle.
Pour tailler deux dentures conjugués<B>-</B> dont les rayons de courbure sont opposés<B>-</B> une seule fraise-disque suffit (fig. <B>13</B> et 14), sans inverser le mouvement de rotation<B>de</B> la fraise; le premier pignon est taillé par la partie, de la fraise tournant de haut en bas, et le second par la partie de la fi-aise travaillant de bas en haut en inversant la rotation de l'ébauche;
de plus, le centre d'oscillation des glissières restant le même pour la taille<B>de</B> ces deux pignons, l'axe du plateau porte-6bauche ne bouge pas non plus<B>;</B> <B>ce</B> sont les positions moyennes des glissières qui seront diversement inclinées (fig. <B>15),</B> pour amener la denture de la fraise en contact avec le centre de l'ébauche;<B>à</B> gauche les oscillations varieront de 0-4<B>à 0-5; à</B> droite, de<B>0-1 à</B> 0-2.
<I>Engrenages hyperboliques<B>à</B> dents courbes</I> <I>ou</I> lippoïdes.
Pour le taillage de tels engrenages avec la fraise des fig. <B><I>10</I></B> et<B>Il</B> l'ébauche est désaxée, le centre de. la fraise est déplacé par rapport an centre d'oscillation des glis sières d'une quantité déterminée. Les glissières sont inclinées pour assurer le contact de la fraise avec l'ébauche.