Outil pour le taillage d'engrenages La présente invention a pour objet un outil pour le taillage d'engrenages par génération.
Les outils crémaillères usuellement utilisés dans ce procédé sont en général prévus pour la réalisation d'engrenages conformes à un certain nombre de modules normalisés. ou d'utilisation usuelle.
Si, par contre, l'on désire tailler par le procédé ci-dessus un engrenage dont le module n'est pas nor malisé ou usuel, on est contraint d'exécuter un outil spécial et, pour éviter les complications dues à la grande précision nécessaire dans la réalisation du pas, on façonne alors un outil à une seule dent à flancs droits ayant les caractéristiques nécessaires au taillage, soit - largeur au primitif : 1/s pas de la denture à tailler, - saillie au-dessus<B>du</B> primitif :
(1 -i- x) X module (le nombre x étant précisé par les normes de tail- lage utilisées), - inclinaison des flancs à l'angle de pression requis. Un mode de fonctionnement spécial permet, sur les machines Maag et Sunderland, la génération com plète d'un engrenage avec un outil de ce genre ; le module n'intervient plus, que dans les dimensions de l'outil, le pas étant alors automatiquement réalisé par le mécanisme de division de la machine.
Si toutefois on possède un outil à une dent ayant une largeur primitive légèrement inférieure à la moitié du pas de l'engrenage à tailler, on peut encore exécuter le taillage, mais il est nécessaire de faire deux passes de finition successives, les flancs d'un même côté des dents de l'engrenage. étant générés à la première passe et les flancs de l'autre côté, à la deuxième passe, après un décalage latéral de l'en grenage à tailler égal à la différence entre le demi- pas et la largeur primitive de la dent de l'outil.
De toutes manières un outil à dent unique, de dimensions déterminées, ne permet le taillage que d'un petit nombre de types de dentures.
L'outil pour le taillage d'engrenages par généra tion, objet de l'invention, est utilisable pour la fini- tion en une seule passe d'engrenages de tous modules, normaux ou anormaux, et d'angle de pression com pris dans une certaine gamme, chaque fois que les dimensions anormales du pas ou des dents à tailler nécessitent l'emploi d'un outil à une seule dent parce que l'exécution d'un outil crémaillère pour le tail- lage d'une pièce unique, d'un couple unique d'engre nages ou d'une faible série ne serait pas rentable.
Cet outil est caractérisé en ce qu'il comporte deux dents présentant chacune deux flancs de coupe à arêtes droites, lesdites dents étant réglables en posi tion le long d'un dispositif de guidage rectiligne sur lequel un dispositif de commande à graduation et index de lecture permet, avant et pendant le taillage, de les déplacer transversalement l'une par rapport à l'autre d'une quantité donnée en vue du réglage de la largeur au primitif entre les deux arêtes de coupe.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et deux variantes de l'outil objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective de ladite forme d'exécution de l'outil.
La fig. 2 est une vue de face de l'outil en place sur le coulisseau d'une machine à tailler Maag.
Les fig. 3, 4 et 5 sont des vues schématiques en plan de cet outil dans trois positions de réglages de l'écartement des dents, et en place sur un engre nage.
Les fig. 6 et 7 sont des vues de face de deux variantes d'outil.
Suivant la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 5 l'outil comporte un support constitué par une semelle de guidage 1 sur une glissière 2 de laquelle sont mobiles transversalement deux blocs 3 et 4 des quels sont solidaires rigidement et respectivement deux dents 5 et 6.
Les déplacements relatifs des blocs 3 et 4 sur la semelle 1 transversalement aux dents sont assurés par une vis différentielle 7 avec carré 7c d'entraînement. Dans cette forme d'exécu tion, les deux dents 5 et 6 font partie intégrante des deux blocs 3 et 4 en acier rapide traités et rec tifiés et dans lesquels ont -été ménagés avant le traite ment thermique deux trous taraudés 8 et 9 à filets triangulaires de même sens, mais de pas légèrement différents.
Les faces inférieures des deux blocs portent une rainure 10 dans laquelle vient s'encastrer un épau lement 2 formant glissière de la semelle 1 de gui dage, qui est elle-même soigneusement rectifiée. L'usinage doit être suffisamment précis pour que les deux blocs coulissent sans jeu sur cet épaulement.
La vis 7 comporte deux filetages 71, et 7b à pas différentiels permettant un réglage précis de l'écarte ment des deux dents 5 et 6 de l'outil. Une graduation circulaire 11 gravée sur l'extrémité verticale de l'un des blocs (3), du côté de la vis portant le carré 7c de manouvre, facilite le réglage précis de l'outil, la vis comportant un trait longitudinal 12 qui sous forme d'une petite rainure constitue un index per mettant de repérer sa position angulaire par rapport à la graduation 11.
Pl et P2 étant les pas des deux parties de la vis et n le nombre des divisions de la graduation circu laire, on voit qu'une rotation de la vis d'une division provoque une variation d'écartement des deux blocs de
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. Si par exemple Pl = 2 mm, P2 = 1,75 mm,
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la variation d'écartement pour une rotation de vis d'une division est de mm.
<B>100</B> Sur chaque bloc 3, 4, à
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la partie supérieure hori zontale des dents, est gravé un trait rectiligne 13 ou 1311, coïncidant avec l'axe de la dent.
L'épaisseur totale E de l'ensemble (blocs et semelle doit être rigoureusement constante (le faux parallélisme admissible maximum étant de mm). <B>100</B> En ce qui concerne les dents 5 et 6, détalonnées
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à profil constant suivant l'angle usuel, leurs arêtes externes 14 sont inclinées d'un même angle a (fig. 3) que les arêtes internes 15.
Le choix du module minimum (in) en denture de hauteur normale détermine les dimensions de l'outil et le module maximum (M) taillé en denture normale.
Soit (fig. 3), X-X le primitif de taillage. Si on désigne par H la hauteur totale des dents 5 et 6 de l'outil, S la saillie de ces dents au-delà de la ligne X-X, P le pied. desdites dents, L l'intervalle séparant les deux arêtes coupantes internes 15, mesuré sur le primitif X-X de taillage, l la largeur de l'extrémité des dents, a l'angle de pression de l'outil, e l'écartement des deux moitiés de l'outil, dl et d., les largeurs respectives des deux dents de l'outil mesurées sur le primitif X-X de taillage, r le rayon de l'extrémité de la dent de taillage,
et si on a par ailleurs hauteur des dents à tailler = (2 = x) X module, saillie des dents à tailler au-delà du cercle pri mitif = l X module, pied des dents à tailler = (1=x) X module, l'outil réglé pour le taillage du plus petit module in en denture normale (c'est-à-dire tel que e = 0) a les dimensions suivantes lGm (1,5708 - 2,333 tg a) (on prendra de préférence l = 0,8 m (1,5708 2,333 tg a)), L = 1,5708 ni (sans jeu) ou L = 1,5508<I>m</I> (avec jeu normal), S=(1 x)m, <I>r =</I> 0,4<I>m</I> (valeur maximum autorisée par les nor mes internationales).
Le module maximum en denture normale taillé par l'outil est alors
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Exemple<B>:</B> si in <I>=</I> 10,<I>x =</I> 0,25<I>X</I> in et<I>a =</I> 201), on a M = 16,37.
La fig. 2 représente le montage de l'outil-ci- dessus sur le coulisseau 16 d'une machine Maag. On sait que ce couliisseau comporte un intervalle 17 de serrage. A l'a partie basse de cet intervalle font saillie deux petites goupilles 18 de premier positionnement. On introduit d'abord une petite semelle 19 plate à faces parallèles, percée de deux trous 20 dans les quels entrent les goupilles 18 et au-dessus de cette semelle on place l'outil de la fig. 1 aux lieu et place de la crémaillère usuelle.
Deux machoires-coins usuelles 21 bloquent le tout. Elles sont réunies par une vis usuelle 22 et il est prévu deux butées 23 de fin de course. Les fig. 3 à 5 montrent trois positions des deux blocs 3 et 4 et des dents 5 et 6 qui leur sont liées, obtenues par la rotation dans le sens convenable de la vis 7. Sur la fig. 3 l'outil se trouve au contact de la dent finie Dl d'un engrenage à denture normale telle que sa hauteur soit égale à la hauteur totale des dents de l'outil. Cette position correspond au plus grand module de denture normale susceptible d'être taillé par l'outil. En effet, un engrenage à denture normale de module supérieur aurait une dent de plus grande hauteur.
La longueur de coupe de l'outil serait
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<B><I>cos</I></B><I> a</I> alors trop petite pour assurer l'usinage.
Sur la fig. 4, l'outil est complètement fermé (e = 0). Dans ce cas la dent D2 de l'engrenage à denture normale (hauteur = (2 = x) X module) a donc pour module le plus petit module (m) susceptible d'être taillé par l'outil en denture normale.
Enfin sur la fig. 5, l'écartement e est supérieur à celui de la fig. 3 mais la hauteur de la dent D3 de l'engrenage représenté est encore égale à celle H des dents de l'outil. Cette figure montre que l'outil peut tailler des dentures dites basses ou raccour cies d'un module supérieur au module maximum (M) qu'il peut tailler en denture normale (position de la fig. 3).
Dans tous les cas le rôle principal de l'outil est de permettre la finition en une seule passe d'engre nages non normaux (ou normaux) sans. qu'il soit nécessaire de fabriquer un outil spécial crémaillère ou à une seule dent.
Il constitue, en outre, dans les mêmes cas, un outil d'ébauche à deux dents. L'outil est utilisable pour le taillage de dentures à modules non normaux (hauteurs nor males) Exemple :<I>m =</I> 13,37,<I>m =</I> 14,25,<I>m =</I> 19,42, engrenages à pas entier, etc. ; dentures à modules normaux ou anormaux étran gers, par exemple dentures raccourcies pour les quelles il évite la deuxième passe après décalage sur les roues de division ; dentures hautes pour lesquelles il permet de n'opérer qu'une seule passe de finition ; dentures à jeu anormal ; dentures à grands modules dépassant les capa cités de taillage de la machine par outil cré maillère ;
Exemple<B>:</B> sur machine Maag SH 100, deux outils universels (modules 15 à 23 et 20 à 30,6) permet tent d'atteindre le module maximum de façon absolument continue<B>;</B> engrenages à angle de pression a anormaux ;les machines Maag ou Sunderland permettent le tail- lage d'angle de pression anormal avec un outil d'angle de pression a normal.
Dans ce cas le module de taillage (réglage de la machine par les roues de module) est différent du module de l'engrenage, et les dimensions de l'outil de taillage correspondent à un troisième module différent des deux précédents ; ce taillage ne peut être effectué qu'avec un outil à une seule dent.
En général, on utilise un outil de largeur primitive très inférieure à celle correspondant au module de l'engrenage à tailler ; on exécute une première passe de fini tion qui donne le profil d'angle de pression cher ché; une deuxième passe de finition assure la côte exacte de la dent après décalage sur les roues de division ; l'outil décrit permet d'effec tuer le réglage d'épaisseur sur les deux premières dents du premier engrenage à tailler ; une seule passe de finition achève alors le taillage. Exemple: on peut avec un outil tel que décrit finir immédiatement, en une seule passe, un engre nage d'éléments suivants Module 17,82 Angle de pression 22 57 Denture Stub.
Constitué de dents. spéciales pour tailler des roues à chaînes, l'outil peut tailler tourtes les roues à chaî nes ayant le même rouleau mais un pas différent.
L'outil permet encore la taille d'ébauches (à fond de dent ou à une profondeur légèrement supérieure) avec double division dans tous les cas précédents.
Ceci dit, la technique de taillage (sur machine Maag plus particulièrement) est la suivante On examinera successivement le taillage de l'ébauche puis la finition. <I>10 Taillage de l'ébauche.</I> - On effectue d'abord un réglage : la distance des traits 13, 13a est rendue égale à la longueur du pas. Il n'est pas nécessaire que ce réglage soit extrêmement précis puisqu'il ne s'agit que d'une ébauche.
Un préréglage rapide est obtenu en séparant les deux corps d'outils 3, 4 et la vis 7 de la semelle 1, et en les faisant pivoter individuellement autour de la vis maintenue fixe. Le réglage final s'effectue sur la semelle 1 à l'aide de la vis 7.
On opère ensuite le taillage: les positions de l'outil par rapport à la semelle, et de la semelle par rapport au porte-outil ayant été calculées pour que l'outil fasse suffisamment saillie en dehors du coulisseau, la semelle 19 est d'abord introduite et mise en position <B>sur</B> les goupilles inférieures 18. L'outil est alors placé au centre du porte-outil. Chacun des blocs 3, 4 est placé sous l'un des coins de serrage trapézoïdaux 21.
Un premier serrage faible est opéré et le réglage de parallélisme et de zéro est effectué comme avec un outil ordinaire. Après serrage définitif, on exécute la ou les passes d'ébauche avec double division.
2o <I>Finition.</I> - L'outil qui pendant l'ébauche était un outil crémaillère à deux dents, devient cette fois un outil à un creux coupant car le creux central seul servira à l'usinage par ses deux arêtes 15.
Si l'angle de pression de l'engrenage à tailler doit être égal à l'angle de pression a de l'outil, les côtes L et S étant connues, on prend à l'aide d'un pied à module les largeurs<B>dl</B> et d2 (théori quement égales, à la précision d'usinage de l'outil près).
Il faut régler la largeur L au primitif. Pour ce faire, on peut régler la largeur Y au primitif de l'ensemble des deux dents (fig. 3) à l'aide de la vis à pas différentiel 7, et du contrôle d'un pied à module de telle sorte que Y= L--. <B><I>dl-- d2;
</I></B> ce réglage peut être effectué de façon suffisam- ment précise pour commencer la finition et obte nir immédiatement les cotes de taillage exactes.
Si l'outil est trop important et le module de tail lage trop grand pour que l'on puisse prendre la cote sur les deux dents avec un pied à module, on prend la cote Z, c'est-à-dire la distance des deux traits médians 13, 13a (fig. 1 et 3) en tenant compte du fait qu'elle est égale à L -, <B><I><U>dl d2</U></I> .</B> Mais le réglage 2 2 est moins précis du fait
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qu'on ne peut plus utiliser un pied à module, et l'on donnera à Z une valeur légèrement supérieure à la cote cherchée (0,5 mm environ en plus). On effectue alors le serrage de l'outil (après réglage de parallélisme et de zéro), et l'on taille la première dent.
On prend à l'aide d'un pied à module la largeur primitive de la dent de l'engrenage. La distance Z étant trop forte, la cote mesurée est supérieure à la cote demandée. On doit donc procéder au réglage de l'outil. Pour ce faire, il suffit d'observer qu'au moment du desserrage des mâchoires-coins 21 (fig. 2) du porte-outil, l'une d'elles se desserre d'abord, et se dirige vers sa butée 23 l'autre restant serrée. L'un des blocs 3 ou 4 se trouve donc libre, l'autre restant bloqué et bloquant de ce fait la semelle 1. La vis de réglage différentiel 7 permet alors de rapprocher le bloc libre du bloc resté serré, par coulissement sur la glissière 2 de la semelle 1.
On taille la seconde dent après resserrage et on recommence éventuellement le réglage pour la troisième dent si elle s'avère encore trop épaisse. La troisième dent est alors la première dent taillée de la passe unique de finition.
Si l'angle de pression de l'engrenage doit être différent de celui de l'outil, la connaissance de la largeur du creux de l'outil sur le primitif de taillage nécessitant un calcul fastidieux, on peut effectuer le taillage en se servant uniquement du réglage de l'outil.
Une passe sur la première dent aux deux tiers de la profondeur normale permet de prendre la cote de la dent et d'effectuer le premier réglage à la fois en profondeur et en largeur, qui peut être assez important. Comme l'un des blocs de l'outil seul se déplace, le décalage angulaire de l'axe de la dent taillée ainsi provoqué doit être compensé par un déca lage inverse obtenu par rotation des roues de com mande de la vis du plateau (roues de division). En général, trois dents, quatre au maximum, suffisent pour effectuer un réglage correct. La passe de fini tion unique s'effectue immédiatement.
L'affûtage de l'outil s'exécute de la même façon que celui d'un outil crémaillère.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 et 2, les deux parties (3, 5 et 4, 6) de l'outil sont mobiles l'une par rapport à l'autre. .La fig. 6 représente une variante qui permet de rendre ces deux parties de l'outil mobiles indépendamment par rapport à la semelle de guidage 111. Deux blocs auxiliaires 24 et 25 sont rapportés par des vis 26 sur la semelle la de réglage et positionnés par l'épaulement 2.
Il est prévu deux vis de réglage 27 et 28 et les pas diffé rentiels se trouvent cette fois respectivement en 27a ; 27b et 28a ; 28b. Ce dispositif permet le réglage indi viduel et précis des deux demi-outils par rapport à la semelle la. La hauteur des blocs auxiliaires 24 et 25 est inférieure à celle des blocs 3 et 4, le serrage devant s'effectuer seulement sur ces derniers blocs. Chaque vis porte un repère longitudinal et des gra duations analogues à celles 11 de la fig. 1 sont tra cées sur les extrémités des blocs 24 et 25.
Un dispositif rappelant l'utilisation classique de l'outil crémaillère surmonté d'une semelle particu lière est représenté à la fig. 7. Les deux blocs<B>31,</B> et 4b en acier rapide sont fixés par un ajustage précis à rainures transversales 29, 30 à deux corps 31 et 32 en acier ordinaire, portant la vis 7 à pas diffé rentiel. Les dents de taillage comportent chacune deux portions superposées 5b et 5<B>"</B> ou 6b, 6c soli daires respectivement du bloc 3b ou 4b et du corps 31 ou 32.
Une semelle de guidage lb est reportée à la partie supérieure et son épaulement 2 guide les déplacements des blocs 3b et 46 par l'intermédiaire des corps 31, 32. La semelle 19 (fig. 2) de la machine à tailler est alors nécessaire. L'outil de la fig. 7 a été représenté en variante de la forme d'exécution de la fig. 1 ; il peut être également exécuté en variante de la variante de la fig. 6.
Naturellement, dans tous les cas, les dents de taillage au lieu de venir de matière avec les blocs qui les portent, peuvent être exécutées en acier rapide ou autre matière et rapportées sur ces blocs.