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Machine à tailler les engrenages cylindriques et coniques.
La présente invention concerne une machine à tailler les engrenages cylindriques et coniques, et consiste essen- tiellement en une machine universelle permettant, par de simples réglages, de tailler des engrenages cylindriques ou coniques à denture droite, de tous pas et de tous profils désirés.
La machine suivant l'invention comporte un porte-outil mo- bile, muni d'un certain nombre d'outils de taille placés en ligne, les premiers outils ayant des profils tels que la den ture soit taillée en ébauche, tandis que les derniers outils ont le profil total et de finition, le dit porte-outil étant déplacé par rapport aux roues à tailler de façon qu'à chaque course les dits outils taillent au moins une dent de l'engre- nage .
La machine comporte encore un porte-roues à tailler ajus-
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table et orientable de manière à maintenir les roues dans l'inclinaison voulue par rapport au porte-outil mobile et comportant un dispositif pour assurer la rotation automa - tique des dents, intermittente ou continue suivant les cas.
L'invention présente comme principal avantage la rapi- dité d'exécution, la grande facilité de fabrication et d'af- fûtage, et la longue utilisation des outils d'ébauche qui, après de nombreux affûtages, restent correcte ; on les pousse progressivement vers l'avant du porte-outil en rejetant les premiers outils de la série et en remplaçant les derniers.
Les outils de finition sont particuliers à chaque module et à chaque nombre de dents. Néanmoins, on peut les grouper par série comme on le fait pour les fraisés à module simple.
Le taillage par génération se fait par un porte-outil à double rangée de dents, les deux rangées étant espacées d'une distance égale au pas circulaire des dents à tailler et tail- lant deux dents à la fois avec rotation continue et simulta- née de l'engrenage en formation. Le profil de développante est donné automatiquement par génération. Dans ce cas, toutes les dents des outils sont identiques et il faut veiller à les maintenir dans le profil correct,
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite à l'appui des dessins annexés qui donnent des formes de réa- lisation non limitatives de l'invention et dans lesquels : Fig.l est une vue en élévation de face de la machine sui- vant l'invention.
Fig.2 est une vue en élévation latérale de la même machine pour le taillage de pignons droits par génération.
Fig.3 est une vue en plan correspondant à la fig.2.
Fig.4 et 5 sont des vues en élévation de face de la même machine taillant un pignon d'angle, ces deux vues montrant respectivement le début et la fin de l'attaque d'une dent.
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La machine suivant l'invention se compose des parties principales suivantes : un bâti 1, formant socle, muni d'un chemin de guidage horizontal pour une table mobile 2, coulis- sante sur ce chemin de guidage sous l'action d'un piston hy- draulique 3, ou par tout autre moyen mécanique connu ; dans l'espèce, la tige 12 du piston 3 est reliée par une bielle 10 à la table 2. sur la table 2 est monté un porte-outil 4 qui peut pivoter sur un axe vertical 5 et qui peut être fixé sur la table au moyen de vis ou autrement soit parallèlement au chemin de guidage horizontal, soit obliquement, sur le bâti 1 et latéralement à la table 2 est fixé un montant ou équerre 13 qui peut pivoter autour d'un axe vertical et être maintenu fixe au moyen de boulons ou autrement. sur ce montant sont portés les engrenages à tailler comme il sera décrit plus loin.
Entrant dans une description plus détaillée, la machine comporte encore : sur le porte-outil 4, une ou deux rangées d'outils 6, suivant le cas, constitués par des tronçons de lames serrés c8te-à-côte dans le porte-outil 4. A la partie supérieure de ces lames sont taillées des dents dont la forme est déterminée par le profil des dents de l'engrenage à tail- ler et suivant des angles de coupe et de dépouille assurant une coupe rationnelle de la matière. Le profil des dents peut varier progressivement sur un même porte-outil.
On doit maintenant considérer les trois applications de la machine qui sont . le taillage direct des engrenages cylindriques droits, le taillage des engrenages cylindriques par génération, le taillage des engrenages coniques à denture droite.
Pour la réalisation de la première application seule, le ( porte-outil 4 est fait en deux parties . la partie fixe pro- prement dite qui occupe presque toute la longueur de la table mobile, et une partie plus petite 8, comprenant l'extrémité
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de droite sur les figures, ou extrémité de fin de course de taille, de la partie proprement dite. Cette partie 8 est mon- tée pivotante sur un axe 9, perpendiculaire au sens de dépla- cement de la table mobile, dans un socle 7. L'oscillation ver- ticale de la partie 8 est limitée supérieurement et inférieure- ment par des butées non représentées aux dessins. Elle est com- mandée par la bielle 10 articulée à la partie 8 au point 11.
Cette disposition est telle que lorsque le piston 3 tire la table vers la gauche, le porte-outil 8 est ramené vers le haut ; quand le piston 3 pousse la table vers la droite le porte-outil 8 est ramené vers le bas.
Dans ce cas de taillage direct des engrenages cylindri- ques droits seulement, le porte-roues à tailler peut être' très simplifié, par rapport au support universel qui sera décrit plus loin. Le montant 13 comporte une plaque à paliers pour un arbre parallèle au porte-outil 4. Sur cet arbre sont calées une ou plusieurs roues disposées de manière que le porte-outil par son déplacement longitudinal taille les dents (droite) dans leur périphérie ; chaque course du porte-outil taille une dent dans la ou les roues, et celles-ci sont com- mandées automatiquement de manière à tourner d'une dent à chaque course du porte-outil pour que les dents soient formées successivement sur toute la périphérie des roues.
Dans le cas général cependant le montant 13 est muni d'un porte-roues universel permettant à volonté toutes les tailles susdites, constitué comme suit, et comme représenté aux dessins :
Sur la face du montant 13 tournée versle porte-outil 4 est monté un chariot 14 pouvant coulisser verticalement sous la commande d'un piston hydraulique 24. sur le chariot 14 coulisse verticalement un second chariot 15, au moyen d'une vis et d'un écrou non représentés aux dessins, Ce second cha - riot 15 reçoit une tête 16 pivotant sur un pivot horizontal 17,
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et portant un arbre horizontal 18 qui lui-même reçoit l'ex- trémité d'un mandrin 19 sur lequel le ou les engrenages 20 à tailler sont serrés. sur l'arbre 18 est calé un pignon hélicoïdal 23 engrenant sur un autre pignon hélicoïdal calé sur un arbre oblique 25 (fig.2).
Cet arbre 25 reçoit : 1 ) à sa partie supérieure un dispositif faisant tourner automatiquement d'une dent par passe les engrenages 20, dispositif commandé par le piston hydraulique 26 représenté à la fig.2 : 2 ) à sa partie inférieu- re un levier muni d'un galet ou autre dispositif approprié pour faire tourner les engrenages à tailler pendant la passe des outils dans le cas de la taille de pignons droits par génération.
La machine peut comporter encore d'autres organes ac - cessoires qui seront décrits au cours de la description du fonctionnement qui va suivre .
On considère en premier lieu la taille d'engrenages cylindriques à dents droites suivant la fig.l.
Le ou les engrenages à tailler sont serrés sur le man- drin 19 dont l'extrémité est soutenue par le support 22. La tête pivotante 16 et l'équerre sont fixés de manière à ce que l'axe des pignons à tailler soit normal dans tous les sens, c'est-à-dire horizontal et parallèle à l'axe des glissières.
Le porte-outil est réglé pour être parallèle à la table.
La tête 16 est descendue et fixée à hauteur convenable. La table 2 portant les outils 6 serrés dans le porte-outil 4 se déplace vers la gauche entraînée par le piston hydraulique 3. Chaque dent de l'outil fait son copeau.
Les dents de l'outil sont profilées de telle façon que chaque dent est plus large et moins haute que la suivante.
Toutefois cette règle change pour les dix dernières dents qui, elles, sont montées sur le porte-outil oscillant 8 et ont le profil total de la dent à tailler.
Quand les dernières dents ont traversé complètement les
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engrenages à tailler, le retour de la table s'effectue vers la droite. La tige du piston 3 poussant le levier en équerre 10 ramène vers le bas le porte-outil oscillant 8, ce qui per- met aux outils de revenir en arrière sans toucher à la dent taillée. A la fin de la course de retour un taquet fixé sur la table 2 fait évoluer le mandrin 19 d'une division par un mécanisme connu et la tabla repart vers la gauche pour tailler une nouvelle dent.
Il est inutile de signaler ici que la commande du piston hydraulique se fait par la table elle-même.
Le mouvement de va-et-vient se continue automatiquement jusqu'à achèvement complet du ou des engrenages à tailler.
Il est à remarquer que dans ce cas, le dispositif de re- levage de la tête n'a pas été utilisé.
Dans un deuxième cas, qui est celui du taillage droit d'un ou plusieurs engrenages, deux dents à la fois, par géné- ration, en utilisant une double rangée d'outils, le fonctionne- ment a lieu comme suit, en se référant aux figs.2 et 3.
Le ou les engrenages à tailler sont serrés sur un mandrin 19. La tête 16 est descendue et fixée à hauteur convenable de manière à ce que l'axe du mandrin 19 soit horizontal. L'ex- trémité du mandrin 19 est soutenue par le support 22. L'équer- re 13 est orientée suivant un angle judicieux. Le porte-outil 4 comprenant deux rangées d'outils ayant le profil total de la crémaillère droite est orienté suivant le dit angle, donc l'axe du mandrin 19 et l'axe du porte-outil sont parallèles.
La distance séparant les deux rangées d'outils est égale au pas circulaire des engrenages à tailler.
Quand la table se déplace vers la gauche l'engrenage doit tourner sur lui-même pour suivre le déplacement latéral de l'axe des outils. Ce déplacement latéral est la résultante de l'inclinaison de l'axe des outils sur l'axe des glissières de la machine. Le déplacement angulaire des engrenages à
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tailler est contrôlé par une rampe longitudinale fixée sur la table de la machine et non représentée, ou par tout autre moyen connu. Il correspond à un nombre entier quelconque, pourvu qu'il soit premier avec le nombre de dents à tailler. C'est ainsi qu'on pourra envisager sept dents de déplacement angulai- re pour tailler des engrenages de trente dents, L'ordre de taillage sera : lére dent - 8éme 15- 22- 29- 6- 13- 20- 27- 4- 11- 18- 25- 2- 9- 16- 23- 30- 7- 14- 21-88- 5- 12- 19- 26- 3- 10- 17- 24.
Seulement puisqu'à chaque course de travail, deux creux sont engendrés, les engrenages auront toutes leurs dents tail- lées en moins de 30 courses dans l'exemple ci-dessus ; 17 courses suffisent, au cours des quatre dernières courses une rangée d'outils sur 2 travaillant seulement.
Quand les derniers outils ont traversé les engrenages à tailler, la tête 16 remonte vers le haut pour permettre aux outils de revenir en arrière sans toucher aux dents qui vien- nent d'être taillées. Ce mouvement est contrôlé par un taquet fixé à la table qui agit en fin de course de celle-ci sur le piston hydraulique 24. Ensuite la table revient vers la droite, pendant ce temps de retour la position angulaire des engrenages à tailler reste inchangée. En fin de course vers la droite le taquet contrôle le mouvement de descente de la tête vers le bas et deux nouvelles dents sont prêtes à être taillées.
Tous ces mouvements sont automatiques.
Il est à remarquer que les outils ayant le profil total de crémaillère droite, le mouvement angulaire des engrenages à tailler leur donne le profil de développante de cercle exact.'
Le troisième cas est celui du taillage d'angle d'un en - grenage dent par dent avec une seule rangée d'outils suivant ,'/Il les fig.4 et 5.
L'engrenage à tailler est serré sur le mandrin 19 dont l'axe est situé parallèle à l'axe des glissières de la table
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dans le plan vertical, mais incliné dans le plan horizontal.
22
Le support/est enlevé.
On emploie une seule rangée d'outilsdont 7 ' axe est ré- glé parallèle à l'axe des glissières de la table, Au fur et à mesure que les outils s'avancent vers la gauche, la tête 16 oscille autour de son centre et l'engrenage à tailler se rapproche de la table. Quand le dernier outil fait son copeau le fond de la dent taillée est parallèle à l'axe horizontal de la table.
Ce mouvement d'oscillation est contrôlé par une came longitudinale 30 fixée à la table de la machine.
A la fin de la course de travail de la table un taquet fixé à celle-ci fait remonter la tête vers le haut pour per- mettre aux outils de reverir en arrière sans toucher à la dent taillée.
A la fin de la course de retour de la table un taquet fixé à celle-ci fait redescendre la tête vers le bas et un autre taquetfait évoluer l'engrenage à tailler d'une division et le cycle se continue jusqu'à achèvement total du taillage de toutes les dents.
La conjugaison judicieuse du mouvement d'oscillation de la tête autour de son centre avec la diminution progressive de la largeur des outils réalise le profil exact de la. dentu- re.
R E V E N D I C A T I N S .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Machine for cutting cylindrical and bevel gears.
The present invention relates to a machine for cutting cylindrical and bevel gears, and consists essentially of a universal machine allowing, by simple adjustments, to cut cylindrical or bevel gears with straight teeth, of any desired pitch and profile.
The machine according to the invention comprises a mobile tool holder, provided with a certain number of cutting tools placed in line, the first tools having profiles such that the toothing is rough cut, while the latter The tools have the total and finishing profile, the said tool holder being moved with respect to the wheels to be cut so that at each stroke said tools cut at least one tooth of the gear.
The machine also has an adjusted trimming wheel carrier.
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table and orientable so as to maintain the wheels in the desired inclination with respect to the mobile tool holder and comprising a device for ensuring automatic rotation of the teeth, intermittent or continuous as appropriate.
The main advantage of the invention is speed of execution, great ease of manufacture and sharpening, and the long use of roughing tools which, after numerous sharpening operations, remain correct; they are gradually pushed towards the front of the tool holder, rejecting the first tools in the series and replacing the last ones.
The finishing tools are specific to each module and each number of teeth. However, we can group them by series as we do for single module mills.
Cutting by generation is done by a tool holder with double row of teeth, the two rows being spaced by a distance equal to the circular pitch of the teeth to be cut and cutting two teeth at a time with continuous and simultaneous rotation. of the gear in formation. The involute profile is automatically given by generation. In this case, all the teeth of the tools are identical and care must be taken to keep them in the correct profile,
Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the description which follows given in support of the appended drawings which give non-limiting embodiments of the invention and in which: FIG. front elevational view of the machine according to the invention.
Fig.2 is a side elevational view of the same machine for cutting spur gears by generation.
Fig.3 is a plan view corresponding to Fig.2.
Figs. 4 and 5 are front elevational views of the same machine cutting an angle pinion, these two views respectively showing the start and end of the attack on a tooth.
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The machine according to the invention is made up of the following main parts: a frame 1, forming a base, provided with a horizontal guide path for a mobile table 2, sliding on this guide path under the action of a piston hydraulic 3, or by any other known mechanical means; in this case, the rod 12 of the piston 3 is connected by a connecting rod 10 to the table 2. on the table 2 is mounted a tool holder 4 which can pivot on a vertical axis 5 and which can be fixed on the table to the by means of screws or otherwise either parallel to the horizontal guide path, or obliquely, on the frame 1 and laterally to the table 2 is fixed a post or bracket 13 which can pivot about a vertical axis and be kept fixed by means of bolts or otherwise. on this amount are carried the gears to be cut as will be described later.
Entering into a more detailed description, the machine also comprises: on the tool holder 4, one or two rows of tools 6, as the case may be, formed by sections of blades clamped side by side in the tool holder 4 At the upper part of these blades are cut teeth, the shape of which is determined by the profile of the teeth of the gear to be cut and following cutting and relief angles ensuring a rational cutting of the material. The profile of the teeth can vary gradually on the same tool holder.
We must now consider the three applications of the machine which are. the direct cutting of spur cylindrical gears, the cutting of cylindrical gears by generation, the cutting of bevel gears with straight teeth.
For the realization of the first application alone, the (tool holder 4 is made in two parts. The fixed part proper which occupies almost the entire length of the movable table, and a smaller part 8, comprising the end
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right in the figures, or end of the size limit switch, of the part itself. This part 8 is mounted to pivot on an axis 9, perpendicular to the direction of movement of the movable table, in a base 7. The vertical oscillation of part 8 is limited above and below by stops. not shown in the drawings. It is controlled by the connecting rod 10 articulated to part 8 at point 11.
This arrangement is such that when the piston 3 pulls the table to the left, the tool holder 8 is brought up; when the piston 3 pushes the table to the right, the tool holder 8 is brought down.
In this case of direct cutting of spur gears only, the wheel carrier to be trimmed can be greatly simplified, compared to the universal support which will be described later. The upright 13 comprises a bearing plate for a shaft parallel to the tool holder 4. On this shaft are wedged one or more wheels arranged so that the tool holder by its longitudinal movement cuts the teeth (right) in their periphery; each stroke of the tool holder cuts a tooth in the wheel (s), and these are automatically controlled so as to turn by one tooth on each stroke of the tool holder so that the teeth are formed successively over the entire periphery wheels.
In the general case, however, the upright 13 is provided with a universal wheel carrier allowing all the aforementioned sizes at will, constituted as follows, and as shown in the drawings:
On the face of the upright 13 facing the tool holder 4 is mounted a carriage 14 which can slide vertically under the control of a hydraulic piston 24. on the carriage 14 slides vertically a second carriage 15, by means of a screw and of a nut not shown in the drawings, This second carriage 15 receives a head 16 pivoting on a horizontal pivot 17,
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and carrying a horizontal shaft 18 which itself receives the end of a mandrel 19 on which the gear (s) 20 to be cut are clamped. on the shaft 18 is wedged a helical pinion 23 meshing with another helical pinion wedged on an oblique shaft 25 (FIG. 2).
This shaft 25 receives: 1) at its upper part a device making the gears 20 automatically turn by one tooth per pass, a device controlled by the hydraulic piston 26 shown in FIG. 2: 2) at its lower part a lever provided with a roller or other suitable device for rotating the gears to be cut during the passage of the tools in the case of cutting spur gears by generation.
The machine may also include other accessory members which will be described during the description of the operation which follows.
Consider first the size of cylindrical gears with straight teeth according to fig.l.
The gear or gears to be cut are clamped on the chuck 19, the end of which is supported by the support 22. The pivoting head 16 and the square are fixed so that the axis of the pinions to be cut is normal in all directions, that is to say horizontal and parallel to the axis of the slides.
The tool holder is set to be parallel to the table.
The head 16 is lowered and fixed at a suitable height. The table 2 carrying the tools 6 clamped in the tool holder 4 moves to the left driven by the hydraulic piston 3. Each tooth of the tool makes its chip.
The teeth of the tool are shaped so that each tooth is wider and less high than the next.
However, this rule changes for the last ten teeth which are mounted on the oscillating tool holder 8 and have the total profile of the tooth to be cut.
When the last teeth have completely passed through the
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gears to be cut, the table is returned to the right. The piston rod 3 pushing the lever 10 at right angles downwards the oscillating tool holder 8, which allows the tools to go back without touching the cut tooth. At the end of the return stroke, a cleat fixed on the table 2 causes the mandrel 19 to move by a division by a known mechanism and the table starts again towards the left to cut a new tooth.
It is unnecessary to point out here that the hydraulic piston is controlled by the table itself.
The back and forth movement continues automatically until the complete completion of the gear (s) to be cut.
It should be noted that in this case, the device for lifting the head was not used.
In a second case, which is that of straight cutting of one or more gears, two teeth at a time, by generation, using a double row of tools, the operation takes place as follows, with reference to in figs. 2 and 3.
The gear (s) to be cut are clamped on a mandrel 19. The head 16 is lowered and fixed at a suitable height so that the axis of the mandrel 19 is horizontal. The end of the mandrel 19 is supported by the support 22. The bracket 13 is oriented at a suitable angle. The tool holder 4 comprising two rows of tools having the total profile of the straight rack is oriented along said angle, therefore the axis of the mandrel 19 and the axis of the tool holder are parallel.
The distance separating the two rows of tools is equal to the circular pitch of the gears to be cut.
When the table moves to the left the gear must turn on itself to follow the lateral displacement of the tool axis. This lateral displacement is the result of the inclination of the axis of the tools on the axis of the slideways of the machine. The angular displacement of the gears at
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trimming is controlled by a longitudinal ramp fixed to the table of the machine and not shown, or by any other known means. It corresponds to any whole number, provided that it is prime with the number of teeth to be cut. Thus we can consider seven angular displacement teeth to cut gears of thirty teeth, The cutting order will be: 1st tooth - 8th 15- 22- 29- 6- 13- 20- 27- 4 - 11- 18- 25- 2- 9- 16- 23- 30- 7- 14- 21-88- 5- 12- 19- 26- 3- 10- 17- 24.
Only since at each working stroke two hollows are generated, the gears will have all their teeth cut in less than 30 strokes in the example above; 17 strokes are sufficient, during the last four strokes only one row out of 2 working.
When the last tools have passed through the gears to be cut, the head 16 rises upwards to allow the tools to go back without touching the teeth which have just been cut. This movement is controlled by a cleat fixed to the table which acts at the end of its travel on the hydraulic piston 24. Then the table returns to the right, during this return time the angular position of the gears to be cut remains unchanged. At the end of the stroke to the right the cleat controls the downward movement of the head and two new teeth are ready to be cut.
All of these movements are automatic.
It should be noted that the tools having the total straight rack profile, the angular movement of the gears to be cut gives them the exact involute profile of the circle. '
The third case is that of angle cutting of a tooth-by-tooth gear with a single row of tools, following Figs. 4 and 5.
The gear to be cut is clamped on the mandrel 19 whose axis is located parallel to the axis of the slideways of the table
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in the vertical plane, but inclined in the horizontal plane.
22
The support / is removed.
A single row of tools is used, the axis of which is set parallel to the axis of the slideways of the table. As the tools advance to the left, the head 16 oscillates around its center and the gear to be cut moves closer to the table. When the last tool makes its chip the bottom of the cut tooth is parallel to the horizontal axis of the table.
This oscillating movement is controlled by a longitudinal cam 30 fixed to the machine table.
At the end of the working stroke of the table, a stopper fixed to it raises the head upwards to allow the tools to turn backwards without touching the cut tooth.
At the end of the return stroke of the table, a cleat attached to it brings the head down and another cleat causes the gear to be cut to evolve by one division and the cycle continues until the complete completion of the trimming of all teeth.
The judicious combination of the oscillating movement of the head around its center with the gradual decrease in the width of the tools achieves the exact profile of the. denture.
R E V E N D I C A T I N S.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.