Machine à fraiser des engrenages. La présente invention se rapporte à une machine à fraiser des engrenages.
Les machines à fraiser connues compren nent en général des moyens pour faire tourner la fraise et la pièce à fraiser, et pour effec tuer une translation relative de ces dernières, tous ces mouvements ayant entre eux des rap ports de vitesses déterminés. En conséquence, il est impossible d'effectuer une translation de retour rapide après que la fraisure a été faite, ni de faire varier notablement la vitesse de fraisage. On connaît cependant. des machi nes à fraiser qui comprennent. un différen tiel dans le train d'engrenages entraînant la pièce à fraiser, ce différentiel comportant un engrenage qui est entraîné en fonction de la vitesse de la, translation relative entre la pièce à fraiser et la fraise.
De telles fraiseuses dif férentielles sont très compliquées et d'une fabrication coûteuse, elles demandent des cal culs compliqués quand on veut changer le ré- gla,;e, et elles introduisent nécessairement des inexactitudes dans la pièce finie, par suite du jeu produit. par la longueur du train d'engre nages d'entraînement.
La présente invention a pour but de four nir une machine de construction robuste et économique, permettant. une modification pré cise et aisée .du réglage pour le fraisage des er,g-renages droits et des engrenages hélicoï daux, et, permettant. des réglages angulaires entre la direction des axes de la pièce à frai ser et. de la. fraise et la direction de la trans lation relative entre ces pièces.
La machine à fraiser des engrenages fai sant l'objet de ]'invention comprend un bâti, une table montée sur ce bâti, un chariot capa ble de glisser :sur cette table, un mandrin rota tif portant la pièce à fraiser, un mandrin ro tatif portant la fraise, des moyens d'entraîne ment comportant des trains d'engrenages et destinés à faire tourner lesdits mandrins, de façon que leurs vitesses de rotation soient dans un rapport déterminé, des moyens des tinés à assurer une translation relative de ces mandrins, et des organes cannelés, intercalés dans l'un desdits trains d'engrenages,
dispo sés de manière à être animés d'un mouvement de glissement axial relatif conforme à ladite translation et agencés de manière que ledit glissement provoque une rotation compensa trice du mandrin entraîné par ce train d'en grenages, cette rotation se superposant à la rotation initiale de ce mandrin. Elle est. carac- t6risée en ce que le mandrin portant la pièce à fraiser est monté sur un support monté lui- même sur ledit chariot, de manière à permet tre de régler sa position angulaire autour d'un axe vertical.
Les organes cannelés, par exemple des organes à cannelures hélicoïdales, peuvent être placés soit dans le train d'engrenages entraînant la fraise, soit dans celui entraînant la. pièce à fraiser. Comme les cannelures héli coïdales peuvent avoir le même pas effectif que l'engrenage à fraiser, il est évident que la translation relative entre cette pièce et la fraise peut se faire à toute vitesse désirée, et qu'une course de fraisage grossier peut être suivie d'une translation rapide jusqu'en posi tion de départ, suivie d'une opération rela tivement rapide de finissage du fraisage.
La fonction de la machine peut être modifiée facilement en changeant les organes canne lés ou aussi, saris qu'il soit nécessaire de chan ger ces organes, en échangeant les engrena ges d'entraînement pour assurer la compen sation voulue pour des engrenages à denture hélicoïdale de différentes inclinaisons.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine à fraiser objet. de L'invention.
La fig. 1 en est une élévation frontale. La fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 2, et la<U>fi-.</U> 4 en est. une vue en plan partielle. La machine à fraiser représentée est à mandrins horizontaux, la translation relative entre le mandrin portant la. fraise et celui portant la pièce à fraiser se faisant dans un plan horizontal. Il est, évident, que le seul point important. est de maintenir constant le mouvement relatif entre les mandrins.
La. machine comprend un bâti principal 10 (voir principalement les fig.1 à 4) comportant une table horizontale 11 portant des coulisses l2. Un chariot- de fraise 15, réglable en direction verticale, est. monté au-dessus de la table 11 dans des coulisses 16 portées par le bâti 10. Le chariot 15 (fig. 4) est disposé sur un angle du bâti 10, de sorte que l'espace compris entre le chariot 15 et la table 11 est accessible de puis les deux côtés de la machine. Cette cons truction contribue à assurer la rigidité des dif férentes parties, et par là la précision des en grenages taillés. En même temps, elle permet un accès facile aux différents organes qui doi vent être réglés à la main et qui seront décrits plus loin.
Un chariot. 20 est monté pour tune trans lation dans les coulisses 12 et porte un sup port 25 capable d'être réglé angulairement autour d'un axe vertical. Le support 25 (fig. 2), destiné à porter la pièce à fraiser, est solidaire d'une bride annulaire 26 qui s'en gage dans une ouverture de forme correspon dante ménagée à la partie supérieure du cha riot 20, pour guider le support 25 et permet tre soir réglage angulaire. Il est prévu clans le chariot '.'30 des rainures circulaires 28, de section transversale en forme clé T, dans les quelles sont logés des boulons de serrage 29 permettant.
de bloquer le support <B><U>'</U></B>5 dans la position angulaire choisie relativement au cha riot 20.
D'une manière analogue, 1l11 support de fraise 30 est fixé sur le chariot 15, au-dessus du chariot 20, sa position angulaire relative ment au chariot 15 pouvant être réglée. Une rainure circulaire 37, de section transversale en forme de T, ménagrée dans le chariot 15,
coopère avec des boulons de serrage 3'pour bloquer le support 30 dans la position angu- laire choisie relativement all chariot 7.5. On a v u que le chariot 1.5. monté dans les coulisses 16, peut. se déplacer verticalement. Ce mouvement est commandé par un volant à main 35 qui entraîne une vis clé réglage 36 verti cale, au moyen d'engrenages coniques 37.
La vis 36 coopère avec un bloc fileté 38 fixé d'une manière rigide sur la partie supérieure du bâti 10, de sorte que le réglage vertical du chariot 15 est assuré par la rotation du volant 35, comme on le conlprend aisément. Pour permettre ce réglage vertieal du chariot <B>1.5</B> sans affecter l'entraînement de la fraise par un train d'engrenages qui sera décrit plus bas, ce train d'engrenages comprend un arbre cannelé vertical -10, capable de glisser dans un manchon 41 cannelé intérieurement, de manière à.
présenter une nervure coopérant avec une rainure de l'arbre, ce manchon étant monté sur une console 42 du bâti 10 faisant saillie à l'avant de la machine. Des moyens sont prévus pour produire la rotation des nlandriris portant respectivement la, fraise et la pièce à fraiser, avec lui rapport de vitesses déterminé.
Dans la ma chine représentée, ces inoverls font tourner les mandrins à clés vitesses relatives appro priées pour des engrenages ai-ailt le même nombre de dents que la fraise et la pièce à fraiser. -En d'autres mots, il n'est prévu dans la vitesse de rotation relative des deux man- (1rins dans ce mécanisme d'entraînement au changement pour compenser le mou- %,ciiretit clé translation relatif, cette com pensation étant.
assurée par un mécanisme indépendant qui sera décrit plus bas. Le mé- canisme d'entraînement comprend un moteur 45 logé dans la partie supérieure creuse du bâti 10 et relié par un accouplement 46 à une roue dentée. La. roue dentée 47 engrène avec une route dentée 48 montée sur un arbre 49 qui porte une vis sans fin 50. La vis sans fin 50 engrène avec une roue dentée hélicoïdale .51 montée sur un arbre 5?.
Cet arbre porte une roue dentée conique 53, qui transmet la rotation à un mandrin portant la. fraise, et unie roue hélicoïdale :5-1-, qui transmet. la rota tion à. un. mandrin portant la pièce à fraiser. Ainsi, les moyens assurant la rotation de ces deux mandrins comprennent des trains d'en grenages ayant une pièce dentée commune, (lui est la vis sans fin 50. En conséquence, la vitesse de rotation relative des deux mandrins est bien déterminée et ne peut être modifiée qu'en changeant le rapport de transmission des roues dentées 47 et. 48.
Envisageons d'abord le train d'engrenages assurant la rotation du mandrin portant la fraise. Il comprend la roue dentée conique 53 qui engrène avec une roue dentée conique 60 montée sur le manchon 41 et qui transmet la rotation à l'arbre cannelé 40. A son extré mité intérieure, l'arbre 40 porte une roue den tée conique 61 dont l'axe correspond à l'axe de réglage du support de fraise 30.
Ce der nier, dont la position angulaire est réglable ec)tnitte <B>011</B> l'a vu, porte un arbre 62 sur le quel est montée une roue dentée conique 63 eitg#renant avec la roue 61, de sorte que ces roues restent engrenées pendant. le réglage --tilaire chi support 30. A son extrémité extérieure, l'arbre 62 porte un volant 61, et dans sa. partie moyenne, il porte une roue dentée 6:5. Le mandrin 6 7 portant la fraise II esi solidaire d'une roue dentée 68 engrenant avec la roue 65.
L'extrémité extérieure du mandrin 67 est supportée par un palier 70.
Le mécanisme assurant la rotation du mandrin portant la pièce à fraiser comprend une roue dentée hélicoïdale 75 engrenant avec la roue hélicoïdale 54 et montée sur un arbre 76 qui porte une roue dentée 7 7 engrenant avec une roue dentée 78 montée sur un arbre 79 qui porte une vis sans fin motrice 80 entraînant une grande roue dentée hélicoïdale 81. Le rap port de transmission des roues, 77 et 78 peut être modifié en utilisant des roues de diffé rents diamètres.
La roue 81 est montée dans des paliers 82 et est solidaire, par exemple par clavetage, d'un manchon amovible 83 cannelé intérieurement, de manière à présen ter des rainures hélicoïdales et qui est disposé parallèlement aux coulisses 12 montées sur la table horizontale 11. Le chariot 20 portant la pièce à fraiser porte un arbre 85 monté dans des paliers 86, et sur lequel est fixé de façon amovible, par exemple par clavetage, un manchon 87 cannelé extérieurement, de manière à présenter un filet hélicoïdal coopé rant avec les rainures hélicoïdales du man chon 83 dans lequel elle peut se déplacer.
A son autre extrémité, l'arbre 85 porte une roue dentée conique 90 qui engrène avec une roue dentée conique 91 montée sur le cha riot 20. L'axe de la roue 91 est vertical et correspond à l'axe de réglage du support 25 sur le chariot 20.
Le réglage angulaire du support 25 est possible grâce à une liaison comprenant un arbre court 95 portant une première roue dentée conique 96, qui. engrène avec la roue conique 91, et, à son extrémité opposée, une seconde roue dentée conique 97, qui engrène avec une roue dentée conique 98 portée par le mandrin 100 portant la pièce à fraiser IV. De cette manière, le mandrin 100 peut être en traîné, quelle que soit la position angulaire du support 25 autour de son axe vertical.
Il est prévu une contre-poupée 101 comportant un volant à main 102 et un pointeau 103 qui en gage une pièce 104 fixée sur le mandrin 100 et portant la pièce à. fraiser TVV. On voit qu'un mouvement de translation du chariot 20 sur la table 11 produit une ro tation compensatrice qui se superpose à la rotation initiale imprimée à. la pièce W, et qui dépend du déplacement relatif des organes 83 et<B>87.</B>
Des moyens entièrement indépendants du mécanisme assurant la rotation des mandrins sont. prévus pour produire la translation re lative du chariot ?0. Ces moyens comprennent un moteur 110 logé dans la base du bâti 10 et entraînant par l'intermédiaire de roues den tées<B>111</B> et l_12, un arbre<B>113,</B> le rapport de transmission des roues<B>111</B> et<B>112</B> pouvant être modifié en utilisant des roues de diffé rents diamètres. Un, baladeur de changement de vitesse, comprenant une roue dentée 114, relativement grande, et une roue dentée 115, relativement petite, est. claveté sur l'arbre 113, de manière à pouvoir se déplacer axialement le long de cet arbre.
L n arbre de translation 116 est. disposé, parallèlement à l'arbre 113 et porte une roue dentée 11.7 relativement pe tite, et une roue dentée 118 relativement grande. Un levier 120 permet de déplacer les roues dentées 114 et 115 longitudinalement sur l'arbre 113, de manière que la roue 11.:5 engrène avec la roue 118, ou que la roue 11a1- engrène avec la roue 117.
Le levier 120 est fixé sur un arbre 121 qui porte une fourchette 12? s'engageant dans une rainure annulaire taillée dans un manchon reliant les roues 1.11- ei115. Une modification du rapport, de vi tesses est donc assurée par le déplacement du levier 120.
L n écrou 125, solidaire du chariot 20 et placé à la. partie inférieure de ce dernier, co opère avec une vis 126 qui constitue un pro longement de l'arbre 116. En conséquence, la translation du chariot 20 est effectuée par le moteur 110 et par l'intermédiaire du train d'engrenages décrit, à une vitesse déterminée. Il est prévu des moyens (non représentés) pour inverser le sens clé rotation du moteur l.10 et permettre ainsi le retour du chariot 20.
II. faut noter que les movens produisant, la translation du chariot 20, sous l'action du moteur 110, sont entièrement indépendants des moyens assurant, à partir du moteur 45, la rotation relative, chronologiquement déter minée, des mandrins portant la fraise et. la pièce à. fraiser, et que ce mouvement de trans lation introduit une rotation compensatrice du mandrin <B>100</B> de la pièce à fraiser, en vertu de l'accouplement par surfaces hélicoïdales des organes 83 et 87.
Cela permet d'effectuer la translation à des vitesses différentes et, en particulier, d'effectuer une opération de frai sage à faible vitesse, puis de ramener le cha riot- dans sa position initiale à grande vitesse.
Dans la. machine représentée, la transla tion se fait, dans une direction horizontale fixe, déterminée par la. position des coulisses 12. Cependant, le mandrin de la. fraise et le mandrin de la pièce à fraiser sont tous deux réglables indépendamment autour d'rtnaxever- tica-l, de sorte que la translation relative entre les mandrins peut se faire dans une direction formant un angle quelconque avec ces man drins.
Cela. permet d'utiliser une méthode de fraisage dite de translation diagonale . Jus- qu'ici, les méthodes ordinaires de fraisage uti lisaient une translation relative entre la pièce à fraiser et, la fraise dans une direction parallèle à. l'axe de la pièce à fraiser. En uti lisant une translation relative dans une direc tion oblique par rapport aux axes des deux mandrins, il est possible clé fraiser des pièces avec précision et à grande vitesse et de pro longer la vie de la fraise, puisque l'effort de coupe est réparti longitudinalement sur une partie déterminée de la fraise, lors de chaque course de fraisage.
Cette méthode diffère des méthodes précédemment. utilisées dans les quelles, polir chaque position de la fraise, l'effort de coupe est concentré sur une zone particulière de la. fraise. Des tentatives ont été faites pour surmonter cette difficulté en dépla@arrt la, fraise axialement entre les opé rations de fraisage ou en prévoyant une avance axiale lente et. presque imperceptible de la. fraise. La machine décrite permet d'ob tenir de meilleurs résultats que ces deux mé thodes connues en répartissant. automatique ment ].'usure longitudinalement le long de la fraise, lors de chaque cycle de fraisage.
De plus, cette machine permet un contrôle très précis du pas de l'engrenage taillé, car avec un seul jeu d'organes 83 et 87, il est possible de produire de légères variations du pas de la. pièce à fraiser en changeant l'angle com pris entre la direction de la. translation re lative et l'axe du mandrin de la pièce à frai ser.
Ainsi, bien que des variations relative ment srrandes de la vitesses de translation re lative entre la fraise et la pièce à fraiser puis sent être obtenues à, l'aide de différents jeux de roues dentées 111 et 112, ces roues den tées ne sont pas prévues pour donner un nom bre infini de rapports de transmission. Un jeu particulier de roues 111 et 112 peut four nir un rapport de transmission qui n'est pas exactement. celui qu'on désire. Ce rapport peut. être modifié en échangeant les organes cannelés 83, 87, et de petites modifications du pas de l'engrenage taillé peuvent être obtenues par réglages des positions angu laires du support 25 et du support 30 rela tivement à. la direction des coulisses 12.