Procédé de fabrication d'un organe denté, dispositif pour la mise en #uvre du procédé et organe denté fabriqué selon ce procédé Pour fabriquer un organe denté, on commence géné- ralement par former une ébauche de l'organe, par exem ple par décolletage, puis on fraise la denture :
sur une machine .pourvue d'un dispositif d'indexage. On connaît toutefois des tours à .poupée mobile capables d'usiner des séries de pièces dans une barre guidée et commandée par la poupée, et pourvus en outre d'une station auxiliai re de fraisage et d'un dispositif de transfert qui, une fois qu'une pièce a été ébauchée dans l'extrémité ,de la barre et sectionnée,
la transporte dans !la station auxiliaire destinée à fraiser la denture de l'organe à fabriquer pen dant qu'une nouvelle pièce commence à être ébauchée devant la poupée.
Toutefois, les tours de ce type sont relativement coûteux et encombrants, de sorte que si le taux d'utilsation de fa station auxiliaire n'est pas suf fisant, les frais supplémentaires qu'entraîne cette station ne sont .pas compensés par la production.
Le but de la présente invention est de permettre la fabrication d'organes dentés, par exemple de pignons sur un tour automatique à poupée mobile ne comportant pas de station de fraisage.
Elle a pour objet un procédé de fabrication d'un organe :denté au moyen ,d'un tour à poupée mobile por tant une barre à usiner et commandé par un arbre à cames, caractérisé en ce qu'on débraye l'arbre à cames du tour,
on commande les déplacements d'une broche portant une fraise et .les déplacements angulaires de la poupée au moyen d'un dispositif de commande indépen dant de l'arbre à cames de façon à :tailler successivement plusieurs dents dans l'extrémité de la barre, puis on embraye l'arbre à cames.
Elle a également pour objet ,un dispositif pour la mise en ouvre du procédé qui est caractérisé en ce qu'il com prend une broche portant une fraise, :un support de bro che formé de plusieurs organes mobiles .les uns par rap port aux aurores, un dispositif de commande des déplace- menti desdits organes, indépendant de l'arbre à cames du tour, des moyens pour mettre le dispositif :
de com mande en action à un moment déterminé du cycle du tour, et des moyens .pour mettre le dispositif de com mande hors d'action et embrayer l'arbre à cames lors- qu'un programme déterminé a été commandé par lie dis positif<B>d</B>e commande.
Enfin, l'invention a aussi pour objet des organes den tés fabriqués selon le procédé mentionné ci-dessus.
Le dessin annexé illustre un mode de mise :en #u- vre .du procédé et représente une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation partielle et sché matique illustrant la mise en #uvre du procédé; la fig. 2 une vue en élévation dans le sens, axial d'un organe denté en cours<B>d</B>e fabrication;
la fig. 3 une vue analogue à :celle ide la fig. 1 illus trant une autre étape du procédé, la fig. 4 une vue en élévation dans le sens axial d'un organe denté fabriqué selon le procédé, et da fig. 5 une vue en perspective schématique du dis positif pour la mise en #uvre du .procédé.
Le procédé qui va être décrit est appliqué à la fabri cation d'un pignon 1 (fig. 3). On utilise pour cela un tour automatique à poupée mobile comportant devant la poupée 4 un canon fixe 2 (fig. 1 et 5) dont l'extrémité d'une barre à usiner 3, de forme cylindrique,
fait saillie. La poupée 4 du tour est pourvue d'un dispositif d'inde- xage de type connu permettant d'arrêter la pince de la poupée ainsi que la barre 3,
au cours du cycle et de la faire tourner pas à pas d'un angle prédéterminé aprzs chaque opération de taillage. Le dispositif d'indexage de la poupée du tour représenté au dessin permet de don ner à la barre 3 six orientations différentes faisant entre cilles un angle de 60 . Le cycle complet des opérations effectuées sur l'ex trémité de la barre 3 pour former un pignon 1 com prend tout d'abord différentes opérations de tournage destinées à former un pivot 14,
opérations qui sont ef fectuées au moyen de burins 5 et 6 disposés radialement devant le canon 2 et commandés par des cames (non (représentées) calées sur l'arbre à cames du tour. Ce cycle comporte ensuite des opérations de fraisage de la denture du pignon. Une fraise 7 (fig. 1) d'axe horizontal perpendiculaire à la barre 3 est amenée tout près du canon 2 en dessous de la barre 3. Cette fraise est dépla cée ensuite selon un chemin cyclique comportant des éléments 8, 9, 10 et 11.
La fig. 1 montre qu'au cours du déplacement 8, la fraise 7 taille une fente .profilée 12 dans la barre 3. Pendant que la fraise parcourt l'élé ment de chemin 11, une opération de nombrage fait tourner la barre 3 de 6011, de sorte que le déplacement 8 suivant entraîne le fraisage d'une seconde fente délimi- tant avec la première une dent du pignon 1.
Une fois que toutes 'les dents ont été ainsi taillées, d'autres outils radiaux (non représentés) attaquent la barre 3 pour usiner les éléments du pignon 1 qui sont situés en arrière de la denture, c'est-à-dire une portée 13 et un pivot 14a pour sectionner le pignon de la barre 3. Un déplacement de la poupée mobile fait alors avancer la barre 3 jusque dans la position représentée à la fig. 1 et un nouveau cycle d'opérations recommence.
Les opérations d'usinage effectuées au moyen des outils radiaux ou éventuellement d'outils axiaux situés devant la poupée sont toutes commandées par l'arbre à cames. En revanche, les déplacements de la fraise 7 sont commandés par un dispositif de commande distinct de l'arbre à came et représenté à la fig. 5.
Une des cames de l'arbre à cames est pourvue d'un contact qui se ferme au moment du cycle où la mise en action de la fraise 7 doit intervenir. La fermeture de ce contact donne une impulsion électrique qui est utilisée, d'une part, pour débrayer l'arbre à cames et provoquer l'arrêt de la pou pée, et d'autre part, pour mettre en marche le dispositif de commande décrit ci-dessous.
L'arbre à cames sera rembrayée et la poupée sera remise en rotation à sa vitesse normale lorsque les opé rations de fraisage seront terminées, sous l'effet d'une autre impulsion donnée par le dispositif de commande.
Un appareil auxiliaire, représenté à la fig. 5, porte la fraise 7 et assure son entraînement. Cet appareil com prend une partie mécanique constituée par les organes de support de la fraise 7, une partie hydropneumatique qui comprend des organes moteurs actionnant le support de la fraise et finalement une partie électrique consti tuant le dispositif de commande et agissant sur des van nes électromagnétiques.
Un socle 15 qui est fixé au banc du tour porte et guide un chariot 16 au moyen d'une nervure en queue d'aronde 17. Le socle 15 est ajusté de façon que les déplacements du chariot 16 se fassent dans un plan hori zontal et dans une direction rigoureusement parallèle à l'axe de la poupée 4. Un montant 18 solidaire du chariot 16 présente une rainure en queue d'aronde verticale 19 qui guide une coulisse 20.
Cette dernière présente à son tour une rainure en queue d'aronde 21 horizontale et perpendiculaire à l'axe de la poupée 4 qui guide un corps de broche 22 auquel est fixée une broche 23 dans laquelle tourne un arbre supportant la fraise 7. Un mo teur 23 dont le stator est solidaire du corps 22 entraîne la fraise 7 en rotation.
En variante, le moteur 23 pourrait aussi être porté par le socle 15, l'entraînement de l'arbre de la fraise 7 se faisant par l'intermédiaire d'une ou plusieurs courroies et de poulies capables de glisser sur leurs axes de façon à assurer la rotation de la fraise 7 quels que soient les déplacements du chariot 16 de la coulisse 20, et du corps de broche 22.
Les déplacements horizontaux du corps 22 sont pro voqués par un cylindre pneumatique 24 à l'intérieur du quel glisse un piston. Le corps du cylindre 24 est soli daire du corps 22 alors que le piston logé à l'intérieur porte une tige 25 qui est rigidement reliée par son extré mité, à une plaque 26 solidaire de la coulisse 20. Des conduites d'amenée d'air 27 et 28 permettent la com mande du moteur 24.
On voit que si l'air sous pression est amené par la conduite 27 qui débouche devant le piston le bloc 22 est sollicité vers la droite dans la fig. 5 et la fraise 7 se déplace en direction de la barre 3 alors que si l'air sous pression arrive dans le moteur 24 par la conduite 28, le bloc 22 est entraîné vers la gauche et la fraise 7 s'écarte de la barre 3.
Une butée de limitation à vis micrométrique réglable permet de régler la posi tion exacte de la fraise 7 en fin de course lors du d6pla- cement du corps 22 vers la droite dans la fig. 5.
Le moteur 24 pourrait être remplacé par un cylindre à simple action, des ressorts tendus entre le bloc 22 et la coulisse 20 sollicitant constamment le bloc 22 dans un sens. Le moteur 24 agirait alors contre l'action de ces ressorts.
Ce dernier mode d'entraînement est appliqué, dans la forme d'exécution décrite, à la commande de la cou lisse 20. Celle-ci est sollicitée vers le haut par des ressorts (non représentés) et est retenue en place dans une posi tion réglable par un levier 29 pivotant en 30 sur le mon tant 18. Une vis réglable 31 assure la liaison entre le levier<I>29 et</I> la coulisse 20. A l'autre extrémité du levier est fixé un palpeur 32 sous lequel un moteur pneumati que 33 déplace une réglette 34 portée par le chariot 16. Le moteur 33 est également constitué d'un cylindre, soli daire du chariot 16 et d'un piston dont la tige 35 est soli daire de a réglette 34.
Cette dernière présente une ram pe 36 qui lorsque la tige 35 se déplace vers la droite passe sous le palpeur 32 et provoque un mouvement descendant <B>de</B> la coulisse 20. Un mouvement montant inverse est commandé lorsque la tige 35 entraîne la réglette 34 vers la gauche. Deux conduites 37 et 38 amè nent l'air sous pression à chaque extrémité du cylindre 33.
Enfin, un organe moteur 39 à commande hydraulique dont le cylindre est solidaire du socle 15 entraîne l'en semble du chariot 16 dans une direction parallèle à l'axe de la barre 3 par l'intermédiaire d'une tige 40 qui est reliée au chariot 16. Un convertisseur hydropneumati que 41 qui peut être alimenté en air comprimé par deux conduites 42 et 43 entraîne le moteur 39 hydrauliquement en transmettant au cylindre de ce moteur une pression d'huile passant par une conduite 44 lorsque l'air est admis par la conduite 42 ou par une conduite 45 lors que l'air arrive par la conduite 43.
Trois vannes électromagnétiques 46, 47 et 48 com mandées chacune par l'une ou l'autre de deux bobines magnétiques règlent l'admission d'air dans les conduites 27, 28, 37, 38 et 42, 43. L'air comprimé arrive aux van nes à partir d'une source non représentée en passant par un filtre 49 et un robinet principal 50. Les vannes 46, 47 est 48 sont toutes du même type.
Elles comportent à l'intérieur d'un corps un tiroir se déplaçant entre deux positions dans l'une desquelles d'admission d'air centrale est mise en communication avec un des conduites allant au moteur alors que l'autre conduite est mise en commu- nication avec l'atmosphère extérieure et dans l'autre desquelles ;
les liaisons des conduites sont inversées. Les bobines électromagnétiques sont conçues de façon à sou lever une armature et à la laisser retomber immédiate- ment, chaque fois qu'elles reçoivent une impulsion élec trique. Le soulèvement de d'armature provoque un afflux d'air comprimé sur l'une des extrémités du tiroir et un déplacement de ce dernier vers l'autre bobine.
Il est donc clair que si plusieurs impulsions agissent successi- vement sur la même bobine, seule la première impul sion peut actionner la vanne et que celle-ci ne sera ac tionnée dans l'autre sens que lorsque l'autre bobine aura reçu une impulsion.
Les impulsions sont transmises aux bobines des van nes 46, 47 et 48 par un circuit électrique représenté schématiquement à la fig. 5 et qui comporte deux dignes d'arrivée 51 et 52. La ligne 52 est maintenue en perma nence sous une tension alternative de 24 V, par exem ple. Elle est reliée à deux éléments conducteurs 53 et 54 qui sont solidaires du chariot 16.
En variante, ces. élé ments conducteurs pourraient aussi être fixés sur la tige 40 ou l'un sur cette tige et l'autre sur un prolongement de cette tige vers l'arrière. Ils pourraient aussi être fixées à une barre de guidage s'étendant parallèlement à la .tige 40 et solidaire de cette dernière. Un appareil émetteur de ce genre est décrit, par exemple, dans le brevet suisse No 385593.
Les éléments 53 et 54 .sont ajustables et coo pèrent avec des éléments 55 et 56 portés par un plot 57 solidaire lui-même -du socle 15 ou du cylindre 39. Les éléments 53 et 54 constituent des butées qui coopèrent avec les éléments 55 et 56 pour délimiter respectivement une position avancée -extrême et une position reculée extrême du chariot 16, position dans chacune desquelles l'un dies contacts constitués par les éléments 53 et 55 d'une part, et 54, 56 d'autre part, est fermé.
L'élément 55 est relié à une ligne 58 alors que l'élément 56 est relié à une ligne 59. La ligne 58 est reliée à la bobine gauche de la vanne 46, à un relais temporisé 60, relié lui-même à la bobine gauche de la vanne 47, et à un compteur 61 qui est relié lui-même à la bobine d'un relais 62.
La ligne 59, de son côté, est reliée à la bobine droite de la. vanne 46 et à chacun des trois contacts 63, 64, 65 du relais 62. Comme on le voit au bas de la fig. 5, ces trois contacts sont reliés respectivement, le premier à une ligne de départ 66 et à la bobine droite de la vanne 48, le second à la ligne d'arrivée 51, à la bobine droite de la vanne 47 et à la bobine gauche de la vanne 48,
et le troisième à un appareil de nombrage 67 qui comporte deux lignes de sortie 68 et 69 capables de transmettre des impulsions commandant le nombrage de la poupée 4.
Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être dé crit est le suivant : bien que la fraise 7 soit représentée à la fig. 5 en contact avec la barre 3, c'est-à-dire à la fin du chemin 8 (fig. 1), elle se trouve dans une position de repos au moment où<B>la</B> dispositif est mis en action.
Le chariot 16 se trouve alors dans sa position reculée extrê me, l'élément 54 étant en contact avec l'élément 56, la réglette 34 est reculée de sorte que la coulisse 20 se trouve en position haute et la pression de d'air est trans mise dans la conduite 28, de sorte que le corps de bro che 22 se trouve en position reculée. Bien entendu, le robinet 50 est ouvert et le moteur 23 est enclenché. En outre,
le relais 62 se trouve dans la position inverse de celle qui est représentée dans la fig. 5, le contact 63 étant fermé alors que les contacts 64 et 65 sont ouverts.
Comme on l'a mentionné plus haut, une des .cames de l'arbre à cames du tour porte un contact qui se ferme au moment exact où l'appareil représenté à la fig. 5 doit être mis en action. La fermeture de ce contact donne naissance à une impulsion qui est amenée par la ligne 51 à la bobine droite d:e la vanne 47 et à la bobine gauche de la vanne 48.
Le tiroir de la première est repoussé vers la gauche et celui de la seconde vers la droite. La pres sion d'air venant par la conduite 42 entraîne un afflux d'huile dans la conduite 44 et le moteur 39 déplace le chariot 16 vers la droite. En même temps, la pression d'air venant par la conduite 27 actionne le moteur 24, ce qui déplace le corps de broche 22 et la fraise 7 en direction de la barre 3.
L'impulsion qui vient par la ligne 51 actionne égale ment le relais 62 dont les contacts 64 et 65 se ferment immédiatement. Comme le chariot 16 et la tige 40, qui sont dans leur position reculée extrême, n'ont pais enco re eu le temps de se déplacer à la suite de la mise en ac tion de la vanne 47, la tension.
alternative de 24 V, qui vient par la ligne 52 passe encore dans la ligne 59, par le contact 54, 56, de sorte qu'au moment où .le contact 65 se ferme, le dispositif 67 est mis en action et il se pro duit alors une opération de nombrage. Cette opération se fait à vide et ne joue aucun rôle.
L'impulsion qui vient par la ligne 51 commande donc un premier mouvement d'avance 8 (fig. 1) qui se poursuit jusqu'à ce que l'élé ment 53 vienne en contact avec l'élément 55.
Le dépla cement du corps 22 vers la droite étant terminé et la poupée étant bloquée dans une orientation bien déter minée, la fraise 7 se trouve dans un plan vertical passant par l'axe de la barre 2 et la fraise 7 effectue une première opération d'usinage dans la barre 3. A la fin de ce mou vement, la tension qui vient par la ligne 52 passe par le contact 53, 55 et donne une impulsion dans la ligne 58.
Celle-ci actionne la vanne 46 de façon à diriger d'afflux d'air comprimé dans la ligne 37 et à commander un mouvement d'avance de ,la réglette 34, et par conséquent. un mouvement descendant de la coulisse 20. L'impulsion se transmet également au compteur 61 qui enregistre une première opération mais n'agit pas sur le relais 62.
Elle se transmet enfin à la bobine gauche de la vanne 47 en passant par le relais temporisé 60 dont ale retard peut être réglé à volonté entre 0,1 et 5 secondes pour donner suffisamment de temps à la fraise 7 pour effectuer le mouvement 9. Lorsque la vanne 47 est actionnée, la pression d'air vient par la ligne 43 et la pression d'huile par la ligne 45. Il .se produit alors un mouvement de recul du chariot 16.
A la fin de ce mouvement, le chariot 16 se retrouve en position reculée et la tension de la ligne 52 passant par le contact 54-56 donne une impulsion qui actionnne simultanément la vanne 46 de façon à provo- qu er une élévation de la coulisse 20, la vanne 47 par l'intermédiaire du contact 64 de façon à commander le second mouvement d'avance et de fraisage.
L'impulsion est également transmise à la vanne 48, le corps de bro che 22 étant maintenu en position avancée, et au dispo sitif de nombrage 67 par le contact 65 de sorte qu'une seconde opération de nombrage s'effectue pendant la montée de la coulisse 20. Les cycles de fraisage se pour suivent ainsi jusqu'à ce que le chariot se retrouve en posi tion reculée après la dernière opération de fraisage.
RTI ID="0003.0188" WI="18" HE="4" LX="1123" LY="2584"> L'impulsion qui vient à ce moment par le contact 54-56 dans la ligne 59 commande un mouvement de hausse de la cousisse 20 en agissant sur la vanne 46. En revanche, comme la dernière opération de comptage du compteur 61 a amené le totalisateur dans sa position finale, ce qui a actionné le relais 62, l'impulsion ne peut agir sur la vanne 47 et sur le dispositif 67 puisque les contacts 64 et 65 sont ouverts.
En revanche, comme le contact<B>63</B> est fermé, cette impulsion agit sur la vanne 48 de façon à provoquer un déplacement du corps 22 vers la gauche et pisse dans la ligne 66 qui commande le réenclenche- ment de l'arbre à cames. Le cycle des impulsions étant coupé, l'appareil de fraisage s'arrête. II ne pourra être remis en marche que sous l'effet d'une nouvelle impul- sion venant dans la ligne 51.
L'arbre à cames assure dès lors la commande des fonctions du tour et règle l'usinage de la portée<B>13</B> et du pivot 14a, le sectionnement du pignon terminé, l'avance de la poupée ainsi que les opé rations de fraisage du pivot avant d'un nouveau pignon.
Le procédé qui vient d'être décrit pourrait également être mis en ouvre de façon différente en utilisant un appareil et un dispositif de commande construits diffé remment. On pourrait, par exemple, remplacer les orga nes moteurs à commande hydropneumatique et le cir cuit électrique de commande décrit ci-dessus par les dis positifs purement mécaniques qui, bien entendu, seraient indépendants de l'arbre à cames du toua et seraient en clenchés au moment du débrayage de cet arbre à cames et déclenché au moment du rembrayage.
Le dispositif décrit permet ainsi de fabriquer des pignons sur un tour automatique à poupée mobile en adjoignant à ce tour un appareil auxiliaire moins, encom brant et moins coûteux qu'une station de fraisage puis qu'il ne nécessite pas de transfert, et cela sans compli quer la mise en train du tour et en particulier sans exiger de modification à l'arbre à cames et aux orga nes de transmission commandés par les cames.