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PROCEDE ET APPAREIL POUR LE FRAISAGE. DES ENGRENAGES
La présente invention concerne la taille des filets de vis et plus particulièrement celle des filets de vis coniques.
Pour tailler un engrenage sur une pièce conique, il était jus- qu'ici d'usage de se servir d'un tour, en décentrant sa contre-poupée et en réglant l'outil de manière à couper le filet de vis voulu, ou en se ser- vant d'un dispositif de tournage conique. Une autre manière usuelle de fraiser un filet de vis- conique consistait à décaler la pièce afin d'ob- tenir la conicité du filet.
Dans ces deux cas, des réajustements constants étaient cependant nécessaires et malgré cela la profondeur et le pas étaient souvent inégaux, ce qui donnait naissance à un filet de vis défec- tueux dont les parties mâle et femelle ainsi taillées ne s'adaptaient pas l'une dans l'autre d'une manière parfaite ; fait, lorsque des filets de vis coniques taillés de cette manière sont employés sur des joints de tuyaux, il arrive souvent que la connexion obtenue ne soit pas étanche.
La présente invention a pour objet de créer des moyens permet- tant de tailler un filet de vis exact, capable de former un joint de tuyaux étanche et qui, lorsqu'il est suffisamment serré, résiste à des pressions élevées, jusqu'à la limite de la résistance mécanique des tuyaux.
L'invention a aussi pour objet l'obtention d'un fini amélioré de la surface d'un filet de vis conique.
D'une manière générale, l'invention consiste à fraiser un fi- let de vis sur la surface conique d'une pièce, à l'aide d'un. outil à dents multiples, en faisant tourner la pièce autour de son axe pendant que cette pièce et l'outil sont déplacés l'un par rapport à l'autre le long d'une ligne droite, l'axe de rotation de la pièce étant incliné, par rapport à la ligne de déplacement, d'un angle correspondant à celui que fait la sur-
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face conique par rapport à l'axe de la pièce, l'outil étant disposé de telle manière que le plan passant par ladite ligne droite, l'axe de la-piè- ce et l'axe de l'outil coupe la surface conique de la pièce le long d'une ligne parallèle à ladite ligne de déplacement.
L'invention s'applique particulièrement à la taille de filets de vis coniques exacts, destinés à être utilisés dans des joints étanches et, dans ce but, il est préférable d'utiliser un outil de forme parallèle.
Un appareil établi conformément à la présente invention com- porte un organe annulaire pouvant se déplacer axialement et comportant un alésage incliné par rapport à l'axe de mouvement, d'un angle correspondant à la conicité de la pièce sur laquelle il s'agit de tailler un filet de vis, et un manchon monté de manière à pouvoir tourner dans ledit alésage et muni de moyens pour recevoir et tenir la pièce.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une machi- ne construite selon la présente invention.
Figure 1 est une élévation d'une machine à fraiser les filets de vis.
Figure 2 est une vue en plan, partiellement en coupe, à plus grande échelle, d'une partie de la machine.
Figure 3 est une vue en bout de la partie représentée par la figure 2.
La machine représentée comporte une enveloppe annulaire A qui peut être fixée sur l'extrémité de la machine, comme le montre la figure'l, après avoir enlevé de celle-ci le mandrin ou la douille habituellement em- ployés pour tenir la pièce à usiner. L'enveloppe annulaire A est fixée sur la machine à l'aide de boulons passant par des trous P prévus autour d'un rebord de l'enveloppe.
L'enveloppe annulaire A est munie d'une rainure B à l'aide de laquelle y glisse axialement et concentriquement avec l'axe de la machine un organe annulaire C dont l'alésage est incliné par rapport à l'axe D de la machine, d'un angle correspondant à la conicité de la surface sur la- quelle il s'agit de tailler le fileto L'axe E de cet alésage incliné cou- pe l'axe D de la machine en un point F situé dans le plan transversal dans lequel la commande est transmise de l'arbre de la machine à un manchon G qui est ajusté de manière à pouvoir tourner dans l'organe annulaire C et qui est libre de tourner dans ce dernier, mais y est relié de manière que les deux soient obligés à se déplacer ensemble, axialement, le long de l'axe D.
Les surfaces interne et externe du manchon G sont concentriques, de sorte que ce manchon est concentrique avec l'alésage incliné de l'organe annulaire C et que l'axe du manchon coïncide avec l'axe E dudit alésage.
L'extrémité arrière du manchon G porte une plaque d'accouplement H ayant un rebord circonférentiel ; qui forme une surface d'appui, en contact avec un épaulement correspondant K prévu sur l'organe annulaire C ; l'extrémité avant du manchon G est aussi munie d'un rebord circonférentiel L formant également une surface d'appui qui prend contact avec la surface antérieure dudit or- gane annulaire.
La plaque d'accouplement H est reliée au manchon de commande M de la machine à l'aide d'un joint universel N. Le plan transversal dans le- quel se meut ce joint coupe l'axe D de la machine au point F où l'axe E de l'alésage incliné de l'organe annulaire C coupe ledit axe D de la machine.
Le joint universel est lui-même monté dans un manchon secondaire 0 qui est libre de coulisser axialement dans le manchon de commande, de-sorte que le
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manchon secondaire 0 peut se déplacer en arrière et en avant, dans le man- chon principal de commande, si une oscillation se produite
On utilise la commande normale de la machine et il en résulte que le manchon G est avancé axialement, le long de l'axe D pendant qu'il est mis en rotation par l'arbre, puisque l'organe annulaire C est poussé en avant par le manchon de commande M de la machine qui effectue un mouve- ment axial correspondant au pas du filet de vis à obtenir.
L'organe an- nulaire C est accouplé au manchon M de manière à pouvoir tourner, à l'aide d'une bague V qui tourne librement autour de l'organe Co Le manchon G est muni d'une douille de serrage R et d'un écrou S se vissant sur cette douille pour serrer la pièce à usiner.
L'axe de la pièce, qui peut être par exemple un raccord pour joints de tuyaux coniques, comme il est montré en T, en pointillé, coïnci- dera avec l'axe E de l'alésage incliné de l'organe annulaire C dont-l'angle d'inclinaison correspond à la conicité de l'alésage du raccord, de sorte qu'une ligne longeant la surface conique de ce raccord et alignée avec la ligne centrale de l'enveloppe A, comme indiqué en V, sera parallèle à l'axe de cette enveloppe. C'est le long de cette ligne que l'outil à dents mul- tiples montré en X taille le filet, de la manière normale.
Lorsqu'un fi- let de vis est taillé de cette manière dans l'alésage conique d'un raccord, ce filet de vis est sensiblement exact sur toute sa longueur et s'ajustera bien sur un filet de vis correspondant, taillé de la Berne manière à la surface extérieure de l'extrémité conique de la partie mâle.
La plupart des filets de vis standard pour joints de tuyaux sont tels que les flancs des filets taillés sur le tuyau et dans l'alésage du raccord ont la même inclinaison par rapport à l'axe du tuyau; pour ob- tenir ce résultat, les lames de l'outil sont elles-mêmes taillées à un angle produisant cet effet.
S'il est désiré que les flancs du filet de vis soient inclinés d'une manière égale par rapport à la ligne de pente de la partie conique, en peut utiliser une fraise ordinaire à lames multiples dans laquelle les flancs des dents forment des angles égaux avec l'axe de l'outil.
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PROCESS AND APPARATUS FOR MILLING. OF GEARS
The present invention relates to the size of screw threads and more particularly that of tapered screw threads.
To cut a gear on a bevel part, it was hitherto customary to use a lathe, by off-centering its tailstock and adjusting the tool so as to cut the desired screw thread, or by using a conical turning device. Another common way of milling a screw-conical thread was to offset the part in order to obtain the taper of the thread.
In these two cases, however, constant readjustments were necessary and despite this the depth and the pitch were often unequal, which gave rise to a defective screw thread whose male and female parts thus cut did not fit the one into the other in a perfect way; In fact, when tapered screw threads cut in this way are employed on pipe joints, it often happens that the connection obtained is not tight.
The object of the present invention is to provide a means for cutting an exact screw thread, capable of forming a tight pipe joint and which, when sufficiently tight, withstands high pressures up to the limit. the mechanical resistance of the pipes.
Another object of the invention is to obtain an improved finish of the surface of a conical screw thread.
In general, the invention consists in milling a screw thread on the conical surface of a workpiece, using a. multi-tooth tool, by rotating the workpiece about its axis while that workpiece and the tool are moved relative to each other along a straight line, with the axis of rotation of the workpiece being inclined with respect to the line of displacement by an angle corresponding to that made by the over-
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face conical with respect to the axis of the workpiece, the tool being arranged such that the plane passing through said straight line, the axis of the workpiece and the axis of the tool intersects the conical surface part along a line parallel to said line of travel.
The invention is particularly applicable to the size of exact conical screw threads for use in tight joints, and for this purpose it is preferred to use a parallel shaped tool.
An apparatus established in accordance with the present invention comprises an annular member capable of moving axially and comprising a bore inclined with respect to the axis of movement, by an angle corresponding to the taper of the part on which it is a question. cut a screw thread, and a sleeve mounted so as to be able to rotate in said bore and provided with means for receiving and holding the part.
The accompanying drawings show, by way of example, a machine constructed in accordance with the present invention.
Figure 1 is an elevation of a screw thread milling machine.
Figure 2 is a plan view, partially in section, on a larger scale, of part of the machine.
Figure 3 is an end view of the part shown in Figure 2.
The machine shown has an annular casing A which can be attached to the end of the machine, as shown in figure 1, after removing therefrom the mandrel or sleeve usually used to hold the workpiece. . The annular casing A is fixed to the machine using bolts passing through holes P provided around a rim of the casing.
The annular casing A is provided with a groove B with the aid of which slides there axially and concentrically with the axis of the machine an annular member C whose bore is inclined relative to the axis D of the machine , of an angle corresponding to the conicity of the surface on which it is a question of cutting the fileto The axis E of this inclined bore intersects the axis D of the machine at a point F located in the plane transverse in which the control is transmitted from the machine shaft to a sleeve G which is adjusted so as to be able to rotate in the annular member C and which is free to rotate in the latter, but is connected therein so that the two are forced to move together, axially, along the D axis.
The internal and external surfaces of the sleeve G are concentric, so that this sleeve is concentric with the inclined bore of the annular member C and the axis of the sleeve coincides with the axis E of said bore.
The rear end of the sleeve G carries a coupling plate H having a circumferential rim; which forms a bearing surface, in contact with a corresponding shoulder K provided on the annular member C; the front end of the sleeve G is also provided with a circumferential rim L also forming a bearing surface which comes into contact with the anterior surface of said annular member.
The coupling plate H is connected to the control sleeve M of the machine by means of a universal joint N. The transverse plane in which this joint moves intersects the axis D of the machine at point F where the axis E of the inclined bore of the annular member C intersects said axis D of the machine.
The universal joint is itself mounted in a secondary sleeve 0 which is free to slide axially in the control sleeve, so that the
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secondary sleeve 0 can move back and forth, in the main control sleeve, if an oscillation occurs
The normal machine control is used and the result is that the sleeve G is advanced axially, along the axis D while it is rotated by the shaft, since the annular member C is pushed forward. by the control sleeve M of the machine which performs an axial movement corresponding to the pitch of the screw thread to be obtained.
The annular member C is coupled to the sleeve M so that it can be rotated, using a ring V which turns freely around the member Co The sleeve G is provided with a clamping sleeve R and d 'a nut S screwed onto this sleeve to tighten the workpiece.
The axis of the part, which can be for example a fitting for conical pipe joints, as shown in T, in dotted lines, will coincide with the axis E of the inclined bore of the annular member C whose -the angle of inclination corresponds to the taper of the bore of the fitting, so that a line running along the tapered surface of this fitting and aligned with the center line of the casing A, as shown in V, will be parallel to the axis of this envelope. It is along this line that the multiple tooth tool shown in X cuts the thread in the normal way.
When a screw thread is cut in this manner in the tapered bore of a fitting, that screw thread is substantially exact along its entire length and will fit well over a corresponding screw thread, cut from the Berne. way to the outer surface of the tapered end of the male part.
Most standard screw threads for pipe joints are such that the flanks of the threads cut on the pipe and in the fitting bore have the same inclination with respect to the pipe axis; to obtain this result, the blades of the tool are themselves cut at an angle producing this effect.
If it is desired that the flanks of the screw thread be angled evenly with respect to the slope line of the taper part, an ordinary multi-blade milling cutter can be used in which the flanks of the teeth form equal angles with the tool axis.