Appareil pour la production de filets. La présente invention se rapporte à un appareil pour la production de filets sur des articles devant présenter des filets soit exté rieurs, soit intérieurs.
Bien qu'on ait déjà proposé de former un filetage par des opérations de coupe succes sives, des procédés et appareils connus ont entraîné des frais de filetage trop élevés pour justifier leur utilisation générale, et c'est pourquoi on ne les a admis que de façon limi tée. L'un de ces procédés connus consiste à tailler les filets en gros, ou à la forme approximative, au moyen d'un taraud ou d'une filière, puis à ouvrir le taraud ou la filière pour libérer la pièce et, enfin, à procéder à une seconde passe de taraud ou de filière, les peignes étant réglés de manière à enlever le léger complément de métal nécessaire pour amener le filetage à sa forme définitive.
Un autre procédé connu consiste à produire les filets approximativement dans leur forme par galets ou par enlèvement de métal, puis à les finir par une opération de meulage. Ces pro cédés exigent tous deux passablement de temps, ce qui se traduit par un coût excessif des articles filetés obtenus et ce qui, par con séquent, les limite à des champs d'applica tion très restreints.
La présente invention a pour objet un appareil pour la production de filets, lors d'un mouvement de rotation de l'appareil par rapport à la pièce en travail coaxiale- ment à cette dernière, ou inversement, de cette pièce par rapport à l'appareil, carac térisé en ce qu'il comporte des arêtes tran chantes de dégrossissage et des arêtes tran chantes de finissage, les arêtes de dégrossis sage étant disposées de faon telle par rap port aux arêtes de finissage qu'elles décou pent sur la pièce en travail des surfaces étroites s'approchant des surfaces définitives formées par les flancs du filet à obtenir, mais se trouvant inclinées par rapport à celles-ci,
tandis que les arêtes de finissage attaquent lesdites surfaces étroites pour découper les dites surfaces définitives, l'appareil compor tant en outre des arêtes tranchantes d'appro fondissement de la rainure formant le filet, toutes ces arêtes tranchantes étant destinées à travailler simultanément.
Avec un tel appareil, il est possible de tailler, par une opération de filetage unique et continue, des filets présentant une haute précision et un bon fini par une opération de coupe de dégrossissage et de finition qui n'exige pas plus et souvent moins de temps que les procédés actuels de filetage par peignes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, à part un jeu de peignes de con struction connue, quelques formes d'exécu tion de l'objet de l'invention: Les fig. 1, 3, 5 et 7 sont des vues partielles montrant en élévation un jeu de peignes de construction connue. Les fig. 2, 4, 6 et 8 sont des vues partielles montrant en élévation les peignes repré sentés respectivement aux fig. 1, 3, 5 et 7, tels qu'ils apparaissent après qu'on leur a donné, à la meule ou autrement, leur forme définitive et qu'ils sont en train de tailler un filet sur une pièce.
La fig. 9 est une vue analogue à la fig. 8, mais représentant un peigne à profil légè rement modifié pour la taille de filets d'un type quelque peu différent.
La fig. 10 montre en élévation de face une partie d'im plateau porte-coussinets dans lequel sont montés des peignes.
Parmi les dessins où les mêmes numéros de référence servent pour désigner les par ties identiques dans les diverses figures, on se référera d'abord à la fig. 10, où l'on a représenté un jeu de peignes tangentiels montés sur un plateau. Les peignes sont indiqués en<I>A, B, C, D</I> et chacun d'eux est rigidement monté dans un support 11 au moyen d'un jeu de pinces 12 et d'une vis de serrage 13, étant entendu que les glissières taillées dans les supports 11 sont inclinées de manière que les arêtes tranchantes des peignes puissent suivre exactement le pas du filet qu'on taille dans la pièce.
Les dents des peignes sont disposées l'une derrière l'autre en une rangée parallèle à l'axe de la pièce en travail et les flancs de ces dents sont tangentiels à cette pièce, comme le fait voir la fig. 10.
Les supports sont montés sur un plateau 14, de manière qu'on puisse les déplacer soit radialement, soit par pivotement vers l'inté rieur et vers l'extérieur en bue de modifier les dimensions diamétrales de la filière et de ses peignes à des pièces de divers diamètres, la pièce étant indiquée en W. L'extrémité intérieure de chaque peigne présente une partie évidée 15 créant l'angle de dégage ment désiré, qui varie suivant le métal sur lequel on travaille, comme il est bien connu dans la technique. Dans les fig. 1 à 8, la ligne 15 indique un épaulement obtenu par usinage de la surface de bout du peigne.
Dans ces figures, les dents 18 et 19 se trouvant sur la gauche de 15 ont une surface frontale dont le plan est différent des surfaces frontales des dents 21, 22, 23 et 24. Ainsi, quand les filets sont tout à fait usinés par les dents 21, les copeaux ne gênent plus les dents 18 et 19 dont la tâche consiste à agir sur les filets terminés en vue d'avancer la pièce axiale- ment. On monte soit le plateau 14, soit la pièce à fileter en vue de mouvements de rotation et d'avance,
à l'effet de faire tourner et d'avancer l'ensemble des peignes et la pièce relativement l'un à l'autre de façon à intro duire la pièce dans la filière de manière bien connue (non figurée).
Bien qu'on ait représenté, à titre d'exem ple, un appareil à peignes tangentiels droits, on conçoit que l'invention ne se limite pas à cela et qu'on peut la réaliser dans des peignes circulaires ou radiaux, et aussi l'in clure dans des tarauds destinés à tailler un filet intérieur dans une pièce telle qu'un tube ou autre; il doit donc être entendu que l'in vention s'étend également à ces formes de réalisation.
Considérant maintenant les fig. 1, 3, 5 et 7 qui représentent les quatre peignes du jeu à un stade intermédiaire de leur fabrication, avant qu'ils aient reçu leur profil définitif, on peut aussi considérer ces figures comme re présentatives de peignes du type classique généralement employé à l'heure actuelle pour le filetage.
Le peigne A présente des saillies ou dents formant nervure 17a, 18a et 19a agissant à la manière d'un écrou et, pour simplifier, on a donné les mêmes numéros de référence, affectés des indices b, c et d, à des dents à action d'écrou analogues, formées par les peignes<I>B, C et D.</I> Ces dents ont pour unique fonction de produire une action lissante finale sur les filets terminés tout en agissant aussi comme un écrou, et elles jouent le rôle d'écrou directeur pour faire avancer la pièce dans les peignes;
on remar quera que la dent 17a n'existe que sur le peigne<I>A</I> et est absente des peignes<I>B, C et D,</I> du fait que les extrémités intérieures des peignes sont situées sur la ligne hélicoïdale définie par la vis en voie de formation.
Considérant la fig. 1, le peigne A est pourvu de multiples dents pour la taille des filets, les crêtes des dents étant inclinées à l'angle d'engagement voulu, de manière qu'à mesure qu'on fait avancer la pièce dans la filière, cette pièce soit d'abord alésée au diamètre voulu par la dent d'engagement 23a, après quoi la rainure comprise entre les flancs du filet est taillée de plus en plus profondément dans le métal par les autres arêtes tranchantes 22a et 21a respectivement.
On a donné aux dents correspondantes des peignes<I>B, C et D</I> les mêmes numéros de référence affectés des indices<I>b, c et d</I> respec tivement, afin de simplifier l'exposé; on re marquera que le peigne C, qui est le premier à tailler la rainure hélicoïdale proprement dite qui constituera plus tard la vis définitive, comporte une dent supplémentaire 24e et que le peigne suivant D présente une dent ana logue 24d qui agrandit cette rainure héli coïdale préalablement à son agrandissement complémentaire par les dents 23a à 23d, etc., la dent 21d taillant la rainure à sa profondeur définitive.
Tout technicien comprendra que les peignes<I>A, B, C et D,</I> tels qu'ils sont repré sentés aux fig.1, 3, 5 et 7, peuvent être montés dans le porte-peignes suivant la fig. 10 et qu'on peut tailler une vis sur la pièce en les faisant tourner et avancer par rapport à cette pièce. Cependant, la vis obtenue serait le résultat de ce que chacune des arêtes tran chantes des diverses dents 24 à 21 inclusive ment aurait taillé directement à son profil définitif, sans phases intermédiaires de dé grossissage et de finissage.
On a trouvé qu'en donnant aux arêtes tranchantes des peignes la forme indiquée aux fig. 2, 4, 6 et 8, il est possible, en une seule et même opération de filetage, d'effectuer à la fois le dégrossissage et le finissage du filet désiré par une opération combinée au cours de laquelle certaines arêtes tranchantes des dents de peignes exécutent une opération de dégrossissage sur les flancs du filet au fur et à mesure que la rainure comprise entre eux s'approfondit, tandis que d'autres parties des arêtes tranchantes des dents exécutent une opération de finissage sur les parties précédemment dégrossies et amènent,
de façon précise et sans exiger da\ antage de temps que n'en demande une opération de filetage c] assique, les flancs du filet à la forme désirée. On va maintenant exposer comment on procède et quel appareil on emploie pour cela.
Considérant les fig. 2, 4, 6 et 8, les peignes y sont représentés pendant le filetage d'une pièce. 26 désigne les parties terminées de la vis ainsi que le profil encore incomplètement taillé par les peignes, marqué en trait inter rompu.
Le filetage particulier qu'on a représenté est du type dit Acme , c'est-à-dire à profil trapézoïdal, et comprend un pied ou racine 27, des flancs 28 et une crête 29; cependant, il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée à la production d'un type de dents, car elle permet d'obtenir sur des cylindres ou des cônes des filets à profil triangulaire, carré ou autre.
On peut obtenir les peignes suivant les fig. 2, 4, 6 et 8 en rectifiant à la meule cer taines des dents des peignes représentés aux fig. 1, 3, 5 et 7 respectivement., en s'écartant de quantités prédéterminées du profil définitif du filet, ou bien, si on le désire, on peut amener les peignes dès le début à la forme représentée aux fig. 2, 4, 6 et 8, c'est-à-dire sans passer par la phase intermédiaire con sistant à produire des peignes ayant la forme indiquée aux fig. 1, 3,<I>5 et 7,</I> mais on a expli qué cette dernière manière de fabrication, afin de bien faire ressortir les différences entre l'appareil suivant l'invention et la technique antérieure.
Prenant les arêtes tranchantes dans l'or dre où elles engendrent le filet sur la pièce, la partie située à droite de la face supérieure 31a de la dent 23a sert à amener la pièce ou ébauche à la cote convenable si elle est supérieure au diamètre total de la crête du filet à tailler, et elle enlève également une partie de la rainure hélicoïdale entre les flancs de deux filets consécutifs. On .a em- ployé le même numéro de référence 31, affecté des indices b, c et d respectivement, pour les dents correspondantes des peignes<I>B, C et D;</I> on remarquera qu'elles sont de plus en plus hautes et qu'elles taillent une rainure de plus en plus profonde entre les spires consécu tives du filetage à produire.
En considérant toujours la fig. 2, on remarquera que le flanc 32a de la dent 23a s'écarte du profil 26 du filet définitif ou désiré, et qu'il accomplit ainsi une opération de dégrossissage. La surface ainsi formée sur la pièce est enlevée au cours d'une opération de coupe de finissage subséquente ainsi qu'il va être décrit par la suite.
Considérant maintenant la fig. 4, la dent 23b présente des arêtes latérales tranchantes 33 et 34 qui s'écartent du profil de filet 26 et, en conséquence, dégrossissent certaines par ties des flancs de filet. La dent 23b comporte également une arête tranchante latérale 35 qui coïncide exactement, comme on le voit sur la fig. 2, avec le profil du filet et qui, en conséquence, fait une passe de finissage sur la surface de filet antérieurement dégrossie par l'arête tranchante 32a du peigne A.
Pendant que les arêtes 33, 34 et 35 taillent les flancs du filet ainsi qu'il vient d'être dit, l'arête de sommet 31b approfondit la rainure entre les flancs de filet.
Le peigne B comporte lui aussi une arête tranchante 36b, et les peignes<I>C et D</I> pré sentent des arêtes tranchantes identiques 36c et 36d respectivement, destinées à former la crête du filet. Une surface oblique 37 sur le peigne B sert à amener la pièce à la cote.
Considérant la fig. 6, la dent 23c présente des arêtes tranchantes latérales 38 et 39 destinées à prendre des passes plus profondes dans la pièce, ainsi qu'une surface 41 qui coïncide avec le profil de filet 26 et qui, étant plus large que la surface 35 de la dent 23b, prend une passe de finissage sur une partie de la pièce antérieurement dégrossie par l'arête tranchante de dégrossissage 34. Une courte arête tranchante 42 assure de même le finissage d'une portion du flanc dégrossie. par.-l'arête 33 du peigne B..
Une dent supplémentaire 24e du peigne C joue essentiellement le rôle d'outil d'alésage ou de décolletage. Toutefois, comme on le voit sur la fig. 6, elle comporte également une courte face tranchante latérale 44 des tinée à commencer à dégrossir une étroite bande du flanc du filet.
Considérant la fig. 8, la dent 24d présente une arête tranchante de sommet, destinée à amener la pièce à la cote, ainsi qu'une arête tranchante latérale 45 qui dégrossit une partie de la paroi latérale du filet du fait qu'elle s'écarte, comme on le voit sur la fig. 8, du profil 26 du filet à l'effet de prendre simplement une passe de dégrossissage à la suite de celle qu'a prise l'arête tranchante la térale 44 du peigne C, mais avant celle que pren dra l'arête latérale 32a du peigne A.
Le peigne D présente également une arête tranchante 36d destinée à tailler la crête du filet. La dent 23d du peigne D présente une arête tranchante de sommet 31d servant à appro fondir la rainure taillée dans le métal entre les flancs de filet, mais elle comprend égale ment deux paires d'arêtes latérales tran chantes. D'un côté de la dent se trouve une arête tranchante 46 qui s'inscrit exactement dans le profil 26 du filet et qui sert à finir une portion du filet dégrossie par l'arête tranchante 39 du peigne C.
Une arête tran chante 47 qui lui fait suite sur le peigne D dégrossit une portion supplémentaire du flanc.
De l'autre côté, la dent 23d présente une arête de dégrossissage 48 et une étroite arête de finissage 49 destinée à finir une portion du filet dégrossie par l'arête 38 du peigne C. Aussitôt après le peigne D, avec un décalage de 90 , intervient le peigne A, d'où il résulte que les arêtes tranchantes de la dent 22a agissent ensuite sur les parties du filet taillées par les arêtes tranchantes de la dent 23d. En conséquence,
la dent 22a est munie d'arê tes tranchantes latérales de finissage 51 et 52 servant à terminer des parties du filet dégrossies par les arêtes tranchantes 47 et 48 de la dent 23d. La dent 22a comporte égale ment des arêtes ,tranchantes latérales- 53 et 54 destinées à poursuivre le dégrossissage du flanc de filet.
Immédiatement à la suite de la dent 22a vient la dent<I>22b</I> du peigne<I>B,</I> dent qui pré sente une paire d'arêtes tranchantes laté rales 55, destinées à finir des parties du filet dégrossies par les arêtes tranchantes laté rales 53 et 54, ainsi qu'une paire d'arêtes tranchantes de dégrossissage servant à dé- grossir de nouvelles parties des flancs du filet.
Les dents 22c,<I>22d, 21a, 21b,</I> 21c et<I>21d</I> viennent ensuite agir sur le filet dans L'ordre indiqué; elles présentent des arêtes tran chantes de finissage 57, 58, 59, 61, 62 et 63, et les dents 22c,<I>22d, 21a</I> et 21c présentent des arêtes de dégrossissage 64, 65, 66, 67 et 88; on remarquera que les arêtes tranchantes de finissage enlèvent les portions des flancs dégrossies par les arêtes tranchantes de dé grossissage et que l'arête tranchante 63 du peigne D finit la dernière partie dégrossie du filet.
La formation du filet sur la pièce s'ac complit donc par une série d'opérations successives de dégrossissage et de finissage, et l'on remarquera qu'à part les surfaces tranchantes latérales extrêmement étroites 44, 45, 32a et 33, chacune des surfaces de dé- grossissage est située au voisinage immédiat d'une surface tranchante de finissage, si bien que chaque dent comporte des arêtes tran chantes qui, simultanément, dégrossissent une partie des flancs du filet et finissent une partie des flancs du filet antérieurement dé- grossie par une arête tranchante du peigne précédent.
Bien qu'on ait. représenté l'invention dans son application à un jeu de quatre peignes, il doit être entendu qu'on peut, si on le désire, augmenter ou diminuer le nom bie des peignes du jeu et modifier en consé quence les surfaces tranchantes de dégros sissage et de finissage sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.
De même, on peut modifier dans une certaine mesure les lon gueurs relatives des arêtes tranchantes de dégrossissage et de finissage, mais il vaut mieux les proportionner relativement à l'en- semble des autres paires d'arêtes tranchantes du jeu, de manière que le travail de coupe soit réparti à peu près également entre toutes les surfaces, afin d'éviter une fatigue exces sive de telle ou telle arête tranchante et d'assurer aux arêtes tranchantes une longue durée de service avant qu'un réaffûtage s'impose.
Comme on l'a déjà fait observer, l'inven tion s'applique aussi à la taille de filets ne présentant pas Je profil trapézoïdal repré senté, et la fig. 9 montre un peigne E destiné à tailler des filets du type dit national américain . Considérant toujours cette fig. 9, le peigne E, qui fait partie d'un jeu de quatre, comprend une paire de dents 65 et 66 agis sant comme écrou et quatre dents de filetage 67, 68, 69 et 71, cette dernière agissant essen tiellement comme outil d'alésage ou de dé colletage pour amener l'ébauche à la cote; cependant, elle comporte aussi une courte arête tranchante latérale 72 destinée à faire une passe de dégrossissage dans les flancs du filet dont le profil est indiqué en 73.
Entre les dents 69 et 71, on voit une arête tranchante 74 qui forme la crête du filet.
La dent 69 comporte deux arêtes tran chantes latérales de dégrossissage 75 et 76 et une arête tranchante latérale de finissage 77. La dent 68 présente une arête tranchante latérale de finissage 78, destinée à terminer une portion du filet dégrossie par la surface 76, et une arête tranchante latérale de finis sage 79 pour terminer une portion du filet dégrossie par la surface 75 de la dent 69. Sur la dent 68 sont également prévues des arêtes tranchantes latérales 81 et 82 servant à dégrossir d'autres portions du flanc du filet.
La dent 67 présente des arêtes tranchantes de finissage 83 et 84, pour terminer des portions du filet dégrossies par les surfaces 82 et 81 re spectivement, ainsi qu'une arête tranchante de dégrossissage 85 destinée à dégrossir une portion finale du flanc du filet, le peigne présentant une arête tranchante de finis sage qui finit la portion du filet dégrossie par l'arête tranchante 85 (non figurée).