Machine-outil pour former des cannelures hélicoïdales dans une pièce L'invention concerne une machine pour former des cannelures hélicoïdales dans une pièce de section circulaire, cette machine permet l'usinage d'une suc cession de deux ou plus de ces cannelures hélicoïda les dans une pièce à usiner, uniformément décalées angulairement les unes par rapport aux autres c'est-à- dire dans la disposition communément appelée à départs multiples .
Une utilisation d'une telle machine-outil est l'usi nage des cannelures des mèches hélicoïdales en sou mettant une pièce à usiner en rotation à une opéra tion de rectifiage rotatif dans laquelle la surface de la pièce à usiner est en contact avec la périphérie d'une meule et en usinant chaque cannelure entière ment en une opération d'une seule passe. La pièce à usiner est généralement trempée au préalable à un degré de dureté suffisant pour qu'aucune trempe du matériau ne soit nécessaire ultérieurement pour la production de mèches finies.
Dans de telles machines-outils, pour former les cannelures hélicoïdales des mèches hélicoïdales, il est essentiel de prévoir un dispositif dont la fonction est de produire un mouvement relatif déterminé entre la meule rotative et la pièce à usiner dans laquelle les cannelures doivent être taillées, ce mouvement étant une combinaison de deux composantes distinctes dont l'une est un déplacement rectiligne longitudinal le long de l'axe de la pièce à usiner et l'autre une rota tion autour de l'axe de cette pièce à usiner. C'est la combinaison de ces deux mouvements qui donne aux cannelures les caractéristiques hélicoïdales désirées.
Il est également essentiel d'incorporer un dispositif permettant de réaliser les rainures successives d'une mèche dans une relation angulaire de phase bien dé terminée l'une par rapport à l'autre. Ce dispositif est désigné communément par mécanisme diviseur ou mécanisme d'indexage . La présente invention a pour objet une machine pour former des cannelures hélicoïdales dans une pièce à usiner de section circulaire, caractérisée par le fait qu'elle comprend un support rotatif pour la pièce à usiner, une meule pivotant autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de ce support rotatif;
des moyens d'entraînement du support rotatif dans des cycles successifs de mouvements axiaux alternés dans lesquels chaque course d'avance est effectuée à vi tesse constante, tandis que la course du retour est effectuée à plus grande vitesse, un rouage reliant le support rotatif aux moyens d'entraînement, une unité motrice pour ce rouage,
cette unité motrice étant con tinuellement en rotation dans une direction et ce rouage étant adapté à produire des déplacements de phase entre la rotation du support rotatif et son mou vement alterné à chaque cycle successif, ce rouage provoquant une rotation du support rotatif d'un an gle prédéterminé différent de 360o durant chaque cycle complet de ce mouvement alterné,
le tout dis posé de manière à donner au support rotatif un mou vement combiné de va-et-vient et de rotation par rapport à la périphérie de la meule en vue de l'usi nage par cette meule de cannelures hélicoïdales suc cessives distinctes dans une pièce à usiner portée par le support rotatif, des moyens étant prévus pour maintenir la pièce à usiner hors d'engagement avec la meule pendant la course de retour du support ro tatif.
Dans une forme d'exécution particulière de la machine, le support rotatif de la pièce à usiner, ainsi que les moyens d'entraînement de ce support, le rouage ainsi que l'unité motrice de ce rouage, peuvent être montés sur un chariot coulissant et oscillant, ce chariot étant adapté à coulisser alternativement sous l'action des moyens d'entraînement, des moyens étant prévus pour provoquer le basculement de ce cha- riot vers le haut pendant sa course de retour, de ma nière à maintenir la pièce à usiner hors d'engagement avec la meule.
La meule est montée de préférence en dessous de la pièce à usiner, de sorte qu'elle peut être ajustée par pivotement en dessous de cette pièce et autour de l'axe vertical de son pivot et en dessous de l'axe de la pièce à usiner pour tailler des cannelures héJi- coIldales à gauche ou à droite à volonté, l'unité mo trice pour les entraînements par vis sans fin et roue tangente étant réversibles.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une élévation en coupe partielle d'une forme d'exécution de la machine-outil pour l'usinage de cannelures hélicoïdales de mèches héli- cdidales.
La fig. 2 est une vue en plan de la fig. 1.
En référence aux dessins, la machine-outil com prend un bâti fixe et rigide 10 sur la face supérieure duquel une coulisse 11 est adaptée à coulisser longi tudinalement dans des guides en forme de queue d'aigle (non illustré) de forme connue.
La coulisse 11 supporte un chariot 12 pivoté à son extrémité ar rière sur la coulisse au moyen de goupilles d'articu lation transversales 13 et est porté à son extrémité avant par des coussinets de charge 14 de la coulisse sur lesquels des pieds 15 du chariot peuvent reposer. Le chariot présente des paliers avant et arrière 16, 17 respectivement, disposés en ligne sur l'axe longitu dinal.
Le palier avant 16 porte un axe 18 actionnant un mandrin de serrage 19 portant une pièce à usiner 20 sur l'extrémité avant de l'axe. L'extrémité avant du bâti 10 est prolongée pour former une plate- forme 21 pour une table 22 supportant un ensemble 23 portant une meule 24 et un moteur électrique d'entraînement 25 de cette meule.
La table 22 est ajustable par pivotement horizontal sur la plate-forme autour d'un pivot vertical 26 porté par cette plate- forme et dont l'axe est perpendiculaire à, et coupe l'axe de la pièce à usiner. La meule 24 est disposée sur la table 22 de manière que son axe horizontal soit situé à proximité de la pièce à usiner, de sorte que la périphérie de cette meule -puisse être présentée à cette pièce en vue de rectifier celle-ci.
L'axe de la meule passe par l'axe du pivot 26, de sorte que cette meule peut être ajustée au moyen de la table 22, de manière à amener le plan de la meule sous un angle désiré par rapport à l'axe de la pièce à usiner pour y rectifier des cannelures à droite ou à gauche, selon désir par simple ajustement de la table 22 autour du pivot 26.
Pour fixer la table 22 dans la position désirée, correspondant à l'ajustement de la position de la meule 24 par rapport à la pièce à usiner 20, une fente 27 est pratiquée dans la plate-forme 21 autour du pivot 26 et un ou plusieurs boulons de serrage 28 traversent la table et est engagé dans cette fente 27. La meule 24 est ajustable en hauteur dans son support 23 au moyen d'un mécanisme (non illustré) commandé par une manivelle 29.
La meule 24 est entraînée au moyen d'une cour roie 30, par un moteur électrique 25 dont la position est ajustable sur la table 22 .au moyen de vis de ré glage 31 traversant un taquet 32, fixé sur cette table, et relié par un dispositif à vis avec une plaque de base 33 du moteur 25.
Les lignes pointillées 34 de la fig. 2 illustrent une position possible de la meule 24 pour l'usinage d'une hélice à droite dans une pièce à usiner. Une échelle ou tout autre dispositif d'indication (non illus tré) peut être prévue pour faciliter le réglage de la meule dans la position désirée. L'arbre 18 pour la mise en rotation de ,la pièce à usiner 20 est entraîné par un moteur hydraulique 35, monté sur le chariot 12, par l'intermédiaire d'un axe 36 portant une vis sans fin 37 en prise avec une roue tangente 38 fixée à l'extrémité arrière de l'arbre 18. Par ce moyen la pièce à usiner est mue en rotation.
Le déplacement longitudinal de la pièce à usiner est commandé par la rotation dans le palier arrière 17 d'un arbre 39 et de la came 40 correspondante. Une rainure de came 41 est pratiquée dans la surface cylindrique de la came et un suiveur 42 fixé sur le bâti 10 est engagé dans cette rainure. La rotation de la came 40 provoque ainsi le mouvement de va-et- vient de la coulisse par rapport au châssis 10, ainsi que du chariot 12 pivoté sur cette coulisse en 13.
Des moyens d'interconnexion sont prévus entre les arbres 18, 39 pour commander le déplacement hélicoïdal résultant de la pièce à usiner 20, l'axe 36 de la vis sans fin s'étendant au travers du chariot 12 et portant à son extrémité libre un premier pignon 43. Un axe 44 parallèle à l'axe de la vis sans fin 36 porte un second pignon à denture droite 45 en prise avec le premier pignon 43 et entraînant l'arbre 39 en rotation au moyen d'une vis sans fin 46 et d'une roue tangente 47.
Comme on peut le voir d'après les dessins, la rai nure de came 41 est disposée de telle façon qu'un mouvement de translation relativement lent est trans mis à la pièce à usiner pendant la course d'avance et que ce mouvement est suivi par une course de retour relativement rapide. La machine-outil est disposée de telle manière que la pièce à usiner est en contact avec la meule seulement pendant la course d'avance de son mouvement de va-et-vient, une came auxiliaire 48 étant disposée de manière à entrer en contact avec une butée 49 fixée sur le bâti 10 pendant la course de retour, provoquant ainsi le basculement vers le haut du chariot autour de son articulation 13 par rapport à la coulisse 11 et de lever la pièce hors d'engagement avec la meule.
La position de la carne 40 à proximité de l'articulation 13 a pour effet de ne pas dégager le suiveur 42 lorsque le chariot est bas culé ; la surface de la came pourrait également être rechargée de manière à éviter toute réduction de la surface portante entre elle et le suiveur pendant cette partie du déplacement. Lorsqu'on le désire, à la place d'utiliser une came auxiliaire 48, l'extrémité de la rai nure de came 41 peut être construite de telle sorte que le suiveur 42 fasse basculer le chariot 12 pen dant sa course de retour.
Les pignons à dentures droites 43, 45 des moyens d'entraînement intermédiaires ou rouage sont dispo sés de manière à être interchangeables de sorte que le rapport du nombre de tours des arbres 18, 39 peut être changé aisément.
Ceci permet de changer, selon désir, les relations de phases angulaires des rainures hélicoïdales successives d'une pièce à usiner et/ou le nombre total de révolutions de cette pièce à usiner pour chaque cycle de mouvement alternatif. Par exemple, pour un type de disposition à deux départs le rapport de rotation des arbres 18, 39 est égal à /., de sorte que pour chaque cycle de mouvement alter natif la pièce à usiner tourne de 540 , c'est-à-dire effectue une révolution et demie de sorte que la se conde rainure hélicoïdale de la paire sera automati quement usinée dans une position déphasée de 180o par rapport à la première.
On considérera dans les exemples suivants que les moyens d'entraînement intermédiaire au rouage sont constitués de telle manière que ce rapport de 3 : 2 entre le nombre de tours des arbres 18, 39 est obtenu lorsque le rapport des pignons 43, 45 est égal à l'unité. Dans ce cas, d'autres rapports pour des cannelures à deux départs, particulièrement utiles, peuvent être obtenus en utilisant des rapports de pi gnons de 3/s, '/7 et i/3. Les nombres de dents des pignons 43, 45 respectivement pour chacun des qua tre rapports peuvent donc être 20 et 20, 15 et 25, 12 et 28, 12 et 36.
Chaque paire de pignons peut être prévue pour présenter le même entre-axe en utilisant seulement deux grandeurs de dents différentes, par exemple les grandeurs 10 DP et 12 DP, la seconde dimension étant nécessaire seulement dans le cas du dernier rapport énuméré ci-dessus.
Les rapports mentionnés donneraient des rota tions de la pièce à usiner de 540 , 900 , 1260o et 1620 respectivement pour chaque cycle de mouve ment alterné. Dans chaque cas, la rotation est de 180 plus grande qu'un certain nombre de révolu tions complètes.
En introduisant d'autres changements des rap ports des deux pignons à dentures droites, il est pos sible de former d'autres rainures hélicoïdales à dé parts multiples dans une pièce à usiner. Par exemple si le nombre de dents des pignons 43 et 45 sont res pectivement 18 et 40, la pièce à usiner tournera de 1200 , c'est-à-dire de trois révolutions et un tiers à chaque cycle de mouvement alterné et on forme ainsi une disposition correspondant à un type de can nelure hélicoïdale à trois départs.
D'une façon simi laire pour une disposition à quatre départs, un rap port de 12 à 26 dents donnera trois révolutions et un quart par cycle ; pour une disposition à cinq dé parts, un rapport de 15 à 32 dents donnera trois et un cinquième de révolution par cycle et pour une disposition à six départs, un rapport de 18 à 38 don nera trois révolutions et un sixième par cycle.
D'autres rapports que ceux énumérés peuvent évidemment être formés selon les désirs. Dans le cas de mèches plus longues que la norme, dans lesquelles la longueur de chaque rainure hélicoïdale doit être notamment plus grande que trois fois le pas de la rainure, il est nécessaire de faire tourner la pièce à usiner d'au moins quatre révolutions complètes en plus de l'angle requis pour produire la différence de phase désirée entre chaque cycle de mouvement al terné.
Les exemples décrits et donnés ci-dessus sont toutefois suffisants pour indiquer comment chaque disposition de cannelure désirée peut être obtenue.
De manière à pouvoir utiliser des paires de pi gnons droits comportant le nombre de dents requis avec un seul entre-axe, il peut être préférable de munir au moins certaines de ces paires avec une den ture hélicoïdale plutôt que droite. Si ceci peut faci liter la production économique des engrenages, à par tir des outillages standards à disposition des fabri cants d'engrenages.
Une machine-outil telle que décrite peut être adaptée aussi bien pour former des hélices à gau che qu'à droite. Pour adapter la forme d'exécution illustrée à la formation d'hélice à gauche, l'inclinai son de l'axe de la meule 24 par rapport à l'axe de la pièce à usiner et la rotation du moteur hydraulique 35 sont inversées et la came 40 est remplacée par une came similaire mais de sens contraire.
Il est possi ble d'utiliser la même came pour les deux directions d'hélice sans tenir compte des différences entre le déplacement d'avance et de recul qu'elle engendre si l'on prévoit l'insertion d'un engrenage intermé diaire entre les pignons à dentures droites 43 et 45 lorsque l'autre direction d'hélice est désirée.
La séquence des opérations peut être commandée par des contacts électriques de fin de course (non illustrés).