Fraise à taille en bout pour l'ébauchage d'une roue dentée conique spirale ou hypoïde La présente invention a pour objet une. fraise à taille en bout pour l'ébauchage d'une roue den tée conique spirale ou hypoïde présentant une hauteur de dent décroissante et des surfaces de dents hélicoïdales.
Si on procède à l'ébauchage d'une telle roue den tée au moyen d'une fraise à arêtes. de coupe recti- lignes en maintenant da fraise, sauf pour ce qui est du mouvement d'avance, immobile en direction axiale, de façon que les flancs des dents de l'ébau che soient des surfaces coniques,
d'ébauchage laisse une couche de matière qui doit être enlevée dans l'opération de finissage qui varie considérable ment en épaisseur, d'uni endroit de la surface de la dent à l'autre. Cette variation augmente la charge supportée par l'outil de finissage et elle peut même, dans certains cas.,
être suffisamment grande pour qu'il ne soit pas pratiquement possible de soumettre à la taille de finissage par les -nou veaux procédés les roues dentées dont l'ébauchage a été exécuté de la manière indiquée ci-dessus.
C'est le but de la présente invention de réaliser une fraise à taille en bout permettant d'obtenir une ébauche qui ne comporte pas cet inconvénient.
A cet effet, la fraise selon l'invention est carac- térisée en ce qu'elle présente des arêtes de coupe intérieures et des arêtes de coupe extérieures com prenant chacune deux tronçons faisant entre eux un angle, lequel est rentrant pour les arêtes inté rieures et saillant pour les arêtes extérieures,
le tronçon éloigné du fond de l'entredents de la fraise de chacune de ces arêtes de coupe ayant une lon gueur qui correspond à la hauteur du flanc de dent à ébaucher à l'extrémité où la dent est de hauteur inférieure. Une forme d'exécution de la fraise objet de l'invention: est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en .perspective montrant cette forme d'exécution en position de travail par rapport à une ébauche die roue dentée hypoide.
La fig. 2 est une vue schématique montrant les relations entre les trois sortes de lames de cette fraise.
Les fig. 3 et 4 sont des vues de côté d'une dent d'une roue dentée d'engrenage hypoïde.
Les fig. 5 et 6 sont des vues de cette dent, en perspective, la fig. 5 montrant le flanc convexe et la fig. 6 le flanc concave de la dent.
Les fig. 7 et 8 sont des vues dans le -plan axial de la fraise, montrant la relation entre les lames d'une fraise connue et un entredents de la roue dentée que cette fraise sert à ébaucher; les vues correspondant respectivement à la petite et à la grande extrémité de l'entredents.
Les fig. 9 et 10 sont des vues analogues aux fig. 7 et 8, mais se rapportant à la fraise des fig. 1 et 2. La fraise à taille en bout représentée aux fig.
1 et 2 comprend une couronne 20 portant plusieurs lames coupantes qui s'étendent à partir de ladite couronne suivant la direction de l'axe de rotation de la fraise. Avec cette fraise, l'ébauchage est effec tué par un mouvement d'avance relative entre la fraise et l'ébauche suivant la direction de l'axe de la fraise.
L'ébauche ne tourne pas pendant le- -frai sage, mais, à l'achèvement de l'ébauchage de cha que entredents, on fait tourner l'ébauche pour- la déplacer d'un angle correspondant au pas, .avant le fraisage de l'entredents suivant.
Les tiges des lames sont fixées par des vis 22 dans des entailles usi nées dans la couronne. Toutefois, les lames pour raient aussi être d'une seule pièce avec la couronne.
La fraise représentée a trois sortes de lames des lames 23, pour le fraisage des fonds d'entre- dents dont les arêtes d'extrémité 24 fraisent les surfaces 25 des fonds des entredents de l'ébauche ;
des lames 26 de fraisage intérieur ayant chacune une arête de coupe intérieure 27 fraisant les faces convexes 28 des dents (fig. 5) ; et des lames 29 de fraisage extérieur ayant chacune une arête de coupe extérieure 31 fraisant les faces concaves 32 des dents (fig. 6). Une lame 23 de fraisage des fonds d'entredents précède chaque lame de fraisage d'un flanc de dent.
Les lames de fraisage des flancs sont alternées. La relation entre les différentes lames est illustrée par la fig. 2 sur laquelle les arê- tes des trois lames 23, 26 et 29 sont représentées comme elles apparaîtraient si elles étaient amenées dans le même plan contenant l'axe de la fraise. Ainsi que le montre ladite figure,
avec une forte exagération, les lames 23 de fraisage des fonds d'entredents sont plus longues que les laines 26 et 29 de fraisage des flancs, de .sorte que les arêtes d'extrémité 33 et 34 des, lames 26 et 29 ne peu- vent pas fraiser. D'une manière analogue,
les arê tes intérieures 35 et les arêtes extérieures 36 des lames 23 ne peuvent pas tailler parce qu'elles sont placées intérieurement aux arêtes de coupe des lames 26 et 29.
Les arêtes latérales de dégagement 37 et 38 des lames 26 et 29 sont aussi comprises entre les arêtes 31 et 27, de ,sorte qu'elles ne tra- vaillent pas. Dans une variante, les lames 23 pour raient être supprimées et leur fonction assurée par les arêtes d'extrémité des lames de fraisage des flancs.
Dans unie -autre variante; chaque dame pour- rait avoir trois arêtes correspondant respective-' ment aux arêtes 24, 27 et 31.
Les arêtes de coupe 27 et 31 des laines 26, res- pectivement 29, comprennent chacune deux tron çons faisant un angle entre aux. Le tronçon 27a éloigné du fond d'entredents de la fraise de cha que arête de coupe intérieure 27 fait avec l'axe de la fraise un. angle B plus petit que l'angle C que fait avec cet axe le tronçon 27b voisin du fond de cette
arête. En revanche, le tronçon 31a éloigné du fond d'entredents de la fraise de chaque arête de coupe extérieure 31 fait avec l'axe de la fraise un angle D plus grand que l'angle E que fait avec cet axe le tronçon 31b, voisin du fond; de cette arête.
En d'autres termes, l'angle formé par les tronçons <I>27a</I> et<I>27b</I> de chaque arête de coupe intérieure 27 est rentrant, tandis que l'angle formé par les tron çons 31a et 31b de chaque arête de coupe exté rieure - 31 est saillant (fig. 2).
On exposera maintenant l'avantage qui peut s'obtenir par l'emploi de la fraise décrite pour l'ébauchage dans le cas où la finition de la roue est effectuée par exemple au moyen d'une fraise de finissage à taille en bout dont l'axe est incliné par rapport au;
plan du fond de l'entredents de l'ébauche (axe parallèle à la ligne 43, fig. 3) et dont les dames de finissage sont faites pour suivre la surface 25 du fond d'entredents en étant déplacées dans la direction de l'axe de la fraise lorsqu'elles passent, dans leur mouvement de rotation, d'une extrémité à l'autre de l'entredents, comme exposé, par exemple, dans le brevet suisse No 336244..
Les flancs des dents sont par conséquent fraisés sous forme<B>de</B> surfaces hélicoïdales.
Jusqu'à présent, l'ébauchage de roues destinées à subir un finissage tel que celui indiqué ci-dessus se faisait de préférence, parce que plus rapide, au moyen d'une fraise à taille en bout à arêtes de coupe rectilignes, en maintenant la fraise immobile axialement,
à part le mouvement d'avance normal. Dans ce cas, de plan parcouru par les extrémités des lames de fraise reste perpendiculaire à l'axe (parallèle à la ligne 41, fig. 3) de la fraise et ainsi parallèle à la surface 25 du fond d'entredents. Les surfaces ébauchées des dents sont coniques, alors que les surfaces finies sont hélicoïdales,
mais la dif- férence qui en résulte peut toutefois être réduite en choisissant une surface conique qui soit très proche d'une @surface hélicoïdale sur toute d'étendue du flanc d'une dent.
Mais l'inclinaison relative entre les axes de la fraise, qui est une fonction de l'an gle A de la fig. 3 et de l'angle de l'hélice de l'entre- dents, a pour résultat que les surfaces coniques sont gauches par rapport aux surfaces hélicoïdales.
La nature de ce gauchissement est montrée, d'une manière très exagérée, sur les fig. 5 et 6, dans les- quelles on a représenté les surfaces coniques en traits mixtes et les surfaces hélicoïdales en traits pleins. On a supposé, dans ces figures, pour facif- ter la comparaison,
que la surface conique et la surface hélicoïdale sont fraisées l'une et l'autre à la même profondeur, de sorte qu'elles coïnci dent aux points 01 et 02.
Dans le cas du flanc convexe 28 de la lient (fig. 5)<B>l</B>e gauchissement est tel que les points 45 et 46, qui sont respectivement à la partie supérieure d'un bout ou. extrémité large de la surface conique et à la partie inférieure de l'autre bout de la même surface,
sont placés extérieurement par rapport aux points correspondants 45' et 46' de la surface héli- coï,dale,- tandis que les points 47 et 48, qui sont res pectivement à la partie inférieure d'un bout ou extrémité large de la surface conique et à la partie supérieure dé l'autre bout de la même surface,
sont placés intérieurement par rapport aux points cor- respondants 47' et 48' de la surface hélicoïdale.
Sur le flanc concave 32 de la dent (fig. 6) le gauchis sement est inversé ; le point supérieur 49 du bout ou extrémité large de la surface-conique et le point 51 de l'autre bout de la surface conique, sont pla cés intérieurement aux points correspondants 49' et 51' de la surface hélicoïdale,
tandis que le point inférieur 52 du bout ou extrémité large de la sur face conique et le pont supérieur 53 de l'autre bout de la même surface,
sont placés extérieure- ment par rapport aux points correspondants 52' et 53' de la surface hélicoïdale correspondante. La sur- face hélicoïdale et la surface conique se coupent aux points 54 et 55 sur le flanc convexe 28 et aux points 56 et 57 sur le flanc concave 32.
Pour un angle particulier A donné (fig, 3), la dis position de la fraise pour les surfaces coniques, qui est la plus favorable à l'enlèvement maximum de matière, est celle qui résulte de l'égalité, absolue ou approximative, des distances 46-46', 47-47', 48 48', 51-51', 52-52' et 53-53'.
On a trouvé, dans ces conditions, que le point 02 se trouve au centre d'un parallélogramme 51'-52'-58'-53' (fig. 4), et que le point 01 se trouve au centre d'un parallélogramme analogue 46'-47'-59'-48', le point 58 se trouvant à la même distance du point 56 que le point 52, et le point 59 se trouvant à lia même distance du point 54 que le point 47.
Dans ces conditions, les points 58 et 59 de la surface conique sont à des distances des points correspondants 58' et 59' de la surface hélicoïdale, qui sont approximativement égales, respectivement, aux distances 52-52' et 47-47'.
Toute fois, la distance 45-45' est plus grande que la dis- tance 59-59', le rapport entre ces deux distances étant à peu près égal au rapport entre la distance 54-45 et la distance 54-59.
D'une manière analogue, lia distance 49-49' est plus grande que 1a distance 58-58',_ le rapport entre ces deux distances étant pratiqument égal su rapport entre la distance 56 49 et la distance 56-58.
Pour faire ressortir davantage encore la non- uniformité dans l'épaisseur des couches de matière laissées pour le finissage hélicoïdal d'une roue den tée ébauchée de la manière connue indiquée ci-des sus, les fig.
7 et 8 montrent respectivement une lame de fraise d'ébauchage à arêtes de coupe rectilignes dans la petite extrémité et dans 1a grande extré mité d'un entredents taillé hélicoïdalement, la lame ayant une arête intérieure et une arête extérieure qui sont désignées respectivement par 27' et par 31'.
Sur ces figures, on a supposé que la largeur de la pointe de la lame et les angles que font les arêtes avec l'axe de la fraise sont tels qu'une quantité maximum de matière soit enlevée,
les couches de ma tière laissées pour l'enlèvement au finissage se ré duisant à zéro à leurs endroits les plus minces. Dans ces conditions, la fraise est en contact avec les sur faces finies 28 et 32 aux points 49' et 47', à lia grande extrémité de l'entredents, et aux :points 51' et 48' à la petite extrémité dudit entredents.
Par consé quent, après l'opération d'ébauchage, à demeure nécessairement une épaisseur relativement grande de matière pour l'enlèvement au voisinage du point 45', à la grande extrémité de l'entredents.
Les fig. 9 et 10 montrent les arêtes de coupe latérales 27, 31 de la fraise à la petite extrémité et à 1a grande extrémité du même entredents, fini hélicoïdalement et représenté déjà sur des fig. 7 et 8.
Le tronçon 27a, voisin du fond d'entredents de l'ébauche de l'arête intérieure, a une longueur qui correspond à la hauteur du flanc de dent 28, à la petite extrémité de l'entredents (fig. 9) et l'angle que fait ce tronçon avec l'axe de la fraise, angle qui est désigné par B sur la fig. 2; est le même que l'angle que fait avec l'axe l'arête 27'. Toutefois, l'angle que fait avec le tronçon 27 le tronçon 27b, éloigné dudit fond, est tel que l'arête intérieure est en contact avec le point 45' de l'entredents.
Le tronçon - 31a, voisin du fond d'entredents de l'ébauche de l'arête extérieure, a une longueur qui correspond à la hau teur du flanc de dent 32 à la petite extrémité de l'entredents.
L'angle D que fait ce tronçon. 31a avec l'axe ode la fraise (fig. 2) est tel que l'extrémité infé rieure du tronçon 31a est en .contact avec le point 51' (fig. 9) et que son extrémité -supérieure est en contact avec le flanc de dent 32, à la grande extré- mité de la dent (fig. 10).
Mais l'angle E que fait le tronçon 31b, voisin dudit fond, est plus petit, et tel que ce tronçon soit en contact avec le flanc de dent 32, à la grande extrémité de l'entredents (fig. 10).
Par conséquent, la fraise décrite laisse beaucoup moins de matière à enlever des deux flancs 28 et 32, dans le fraisage de finissage. L'amé- lioration la plus grand>- est au voisinage dos points 45' et 53'.
Les fig. 7 à 10 sont destinées seulement à l'illus tration du principe, étant donné que, dans la pra tique, on préfère que la largeur de :
pointe d'une fraise d'ébauchage soit telle qu'une certaine qùan- tité de matière soit laissée sur tous des Bancs de dents pour être enlevée par l'outil de finissage.
Les différentes épaisseurs de couches dont il est question, et les angles que font entre eux les tron çons d'arêtes:
de coupe ont été fortement exagérées sur le dessin pour la clarté de la représentation. Dans lia pratique, quand on ébauche une roue d'en tée de voiture automobile de tourisme par exem ple,
l'épaisseur maximum de la matière laissée pour enlèvement par l'outil de finissage peut être de l'or dre de 0,250 mm.
Dans un cas typique, dans lequel l'inclinaison relative de l'axe de l'outil de finissage par rapport à l'axe de la fraise d'ébauchage, est de l'ordre de six degrés, lés angles > que font entre eux les tronçons d'arête est de l'ordre d'un: degré.
En conséquence, le point de jonction 61 dés tron çons 27a et 27b et le point de jonction 62 des tronçons 31a et 31 b sont difficiles à voir à l'oeil nu, quand on examine les lames de face; comme elles se présentent suer la fig. 2.
Mais sous un éclairage approprié, les lignes de jonction 63 et 64 (fig. 1) peuvent être vues sur les surfaces de fraisage des flancs des dents des lames intérieures et des lames extérieures.
Bien qu'elle ne présente que de petites différen- ces de dimensions par rapport à une fraise à arête rectiligne,
l'emploi de la fraise d'ébauchage décrite fournit l'avantage très important de permettre de procéder au finissage par le -procédé décrit dam le brevet précité avec un outil:
die finissage ayant un petit nombre de lames de finissage et avec un petit nombre correspondant de mouvements h6licoï- daux. Par exemple, si l'on se reporte à la fig. 8,
la distance entre le -point 45' et l'arête 27' d'une fraise d'ébauchage à arêtes ,rectilignes est de l'ordre de 0,15 à 0,25 ,mm, tandis qu'on voit d'après la fig. 10, qu'avec la fraise décrite, la distance entre le point 61 et la _ surfacre 28 est seulement la moi tié de la précédente.
Etant donné que, pour une durée die lame raisonnable et un fini de surface satis- faisant, l'épaisseur maximum admissible des copeaux pouvant être enlevés ,par les premières lames de l'outil de finissage, est ordinairement de 0,10 à 0,15 mm,
on constate que l'emploi de la fraise décrite permet une réduction du nombre de lames de l'outil de finissage. Du fait que le nombre maxi mum des lames de finissage est limité par le diamè tre de l'outil et la:
largeur de face de la roue den tée, cette différence indiquera dans beaucoup de cas s'il est possible ou non de finir, par le procédé mentionné ci-dessus, des roues dentées ébauchées, au moyen de lia fraise décrite, de la façon indiquée.