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Finissage des roues dentées par grattage.
La présente invention a trait à un outil servant au finissage des roùes dentées par "shaving" pu grattage et à un procédé et une machine pour effectuer cette opération à l'aide dudit'outils
Le finissage des roues dentées est ordinairement effectué sur une machine dans laquelle la roue à gratter et l'outil de grattage sont'bontés sur des arbres "obliques", c'est-à-dire sur des arbres qui ne sont pas parallèles et qui ne se coupent pas.
L'outil de grattage habituel possède la forme d'une roue dentée hélicoïdale engrenant avec la roue dentée à finira Des entailles transversales, qui
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déterminent des arêtes de coupe,. sont pratiquées dans les dents de la roue hélicoïdale,' ou outil, et les dents de ce dernier sont forcées dans les creux ou espaces entre dents de la roue à finir.
Un des arbres obliques est séné, l'autre est fou. L'outil gratte les rugosités de la surface des dents de la roue, mais ses-arêtes de coupe n'engendrent pas . toujours les surfaces désirées sur lesdites dents et, par conséquent.)n'en corrigent pas les inexactitudes qui ont pu être produites par l'opération de défonçage à la fraise par laquelle l'ébauche de roue a été établie.
On pourrait engendrer des surfaces précises sur des roues dentées à l'aide d'un outil ayant la forme générale d'une roue hélicoïdale si cet outil était pourvu d'arêtes de coupe orientées le long des lignes décrites les points de contact entre les dents de l'outil et les dents de la roue à finir. La Demanderesse a det Avert qu'on peut munir un outil établi sous forme d'une roue dentée hélicoïdale de telles arêtes de coupe en tronquant une des .extrémités des dents dudit outil suivant une surface de révolution appropriée autour*de l'axe de la roue.
Un outil de coupe est facile à établir de cette façon, et son affû- tage est aussi facile,' étant donné qu'il suffit de le faire autour de son axe et de meuler la surface-de révolution. à l'extrémité des dents de manière à affûter toutes les arêtes de coupe simultanément à l'aide d'une même meule.
Dans le présent outil de ooupe ainsi' établi,' des. arêtes de coupe de la forme désirée n'apparaissent que d'un. seul coté de chacune des dents de +'outil. Ces arêtes sont vives et conviennent bien au grattage d'un flanc de chacune des dents d'une roue dentée à finir engrenant avec l'outil, ce grattage engendrant une surface @ précise sur un flanc des dents de la roue lorsque l'outil et la roue reçoivent - des mouvements de rotation convenablement mis en phase.
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Principalement en raison du fait que le nouvel outil de grattage n'agit que sur seul un des flancs des dents de la roue à finir, les arêtes vives de ooupe de cet outil tendent à solliciter la roue à finir dans le sens dans lequel son arbre la fait tourner au cours d'une opération de shaving.
Comme la pression qu'exercent les arêtes de coupe sur la denture non finie est forcément irrégulière, l'opération de finissage n'est satisfaisante que si elle est effectuée dans une machine qui empêche tout mouvement d'avancement irrégulier de la roue à finir sous l'influence de l'outil, de grattage"
Conformément à l'invention',, on empêche un tel mouve- ment de la roue à finir en appliquant la force motrice directement à l'arbre sur lequel ladite roue est montée, et indirectement à l'arbre porte-outil,. par l'intermédiaire d'un engrenage de transmission, à rapport déterminé, qui relie les deux arbres entre eux.
Ceci a comme.résultat que les efforts qui s'exercent sur l'engrenage de transmission, et qui sont occasionnés par le contact entre les arêtes de coupe de l'outil.-et les. dents de la roue à finir, ont la même direction:-que les efforts exercés sur ledit engrenage de transmission par la commande motrice, de sorte que les roues ou pignons, dudit engrenage sont constamment maintenus en contact d'entaîne,emt et empêchent tout mouvement Irrégulier de la roue à finir vers l'avant.
Par conséquent,,, .une maohine à finir les roues dentées conforme à l'invention, et grâce à laquelle un pro- cédé de grattage ou shaving 'perfectionné peut être mis en oeuvre, comprend un outil de ooupe en forme de roue dentée hélicoïdale dont les filets sont tronqués, à l'une de leurs extrémités, par une surface de révolution, des arbres dis- posés obliquement, pour l'outil et la roue à finir, un engre- nage de transmission reliant ces deux arbres entre eux et des
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ir*3-exi pour appliquer directement l'énergie de la c.r.tande uotrioe à l'arbre sur lequel est montée la roue a finir, L'mvention vise principalement établir une machine à finir les roues dentées, de construction ;;
4mple, possédant un outil de grattage facile à affûter qui nivelle les sur- faces des dents à profil. en*,,d6valoppante de la -roue à finir ' et qui, en moue temps,, engendre lui-même des surfaces en développante précises sur lesdites dents, en corrigeant ainsi
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toutes les erreurs éventuelles de l'ébauohage.
D'autres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence au. cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en* élévation d'un nouvel outil de grattage conforme à l'invention;
la figure 2 est une coupe fragmentaire de cet outil
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par la ligne 2-2 de la figure li la figure 3 représente le système de coordonnées qui exprime la formule de l'hyperbole définissant la surface de révolution qui contient l'arête de coupe ou de grattage de l'outil: la figurer est une coupe fragmentaire, semblable à la figure 2, montrant comment'le présent outil peut être pourvu d'éléments rapportés durcis,, par exemple de , -bouts ou taillants-rapporté s en carbure;
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la figure 5 illustre sohématiquement la façon dont les dents de l'outil peuvent être. pourvues d'un dégagement latéral;
la figure 6 est une vue en élévation illustrant un ensemble d'outil rotatif de grattage comprenant deux outils
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r!OntdO sur le même support; la figure 7 est une vue semblable à la figure 6 nais illustrant une autre forme d'outil rotatif de grattage qui ne comprend qu'un seul outil pourvu d'arêtes de coupe
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qui est fixe dans l'espaça et oblique par rapport
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à ltigxe de chaque pignon.
Bien que ces faite-soient connus généralement, il ne semble pas qu'on ait jusqu'à ce jour reconnu qu'il est-possible de déterminer la ligne décrite
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par le point de contact sur un 'des pignons en d6texnnipant l'intersection des surfaces latérales des dents de ce - pignon avec la surface de révolution engendrée par le mouvement relatif entre la ligne de contact et le pignon ' envisagé. Comme la ligne de contact est oblique par rapport à l'axe du pignon, la surface de révolution qu'elle engendre
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par rapporta ce pignon est un hyperbolotde de révolution,
La formule de l'hyperbole définissant cette surface peut être exprimée dans le système de'coordonnées représenté à
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la figure 3* L'axe des x ootinoide avec l'axe du pignon, et l'axe dès Z est situé dans le plan transversal contenant le point de tangenoe de la 3à.gne de contact avec le cylindre primitif du pignon Avec ces coordonnées, la formule de l'hyperbole est;
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x=. tg a V y2 .... r2 dans laquelle, ± est l'angle de l'hélice primitive du pignon ,, tel qu'on le définit dans la géométrie des roues dentées!
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à développante' classiquue et à est le rayon primitif du pignon
La figure l'est une vue de cote d'un outil de grattage**
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désigné dans son ensemble par'lo', qui comprend une série de dents hélicoïdales à profil én développante 8,
dont les extrémités de gauche ont été tronquées' suivant des surfaces hyperboliques 5. En tronquant ou éliminant do cette manière une des extrémités de chacune des dents 8. on obtient de$ arêtes de coupe 4.
Ces arêtes 4, passeront par tous les pointa
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de oax.ot. sx.rs le flâna des donte de l'outil et le flano les -ler4tu d'une roue dentée oomplémenbaire.
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fixtréulit6a opposées des dents; la figure 8 est une vue en élévation latérale d'un-
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appareil ou machine à gratter les denté d'engrenages, . , j- . , t conforme aux principes et, =. udrtt dt6ii &tique a de constue- tion de la présente invention; la figure 9 est une vue enbout de l'appareil: de la figure 8, cette vue étant observée suivant la ligne 9-9 de la figure 8; la figure 10 est une coupe transversale horizontale par la ligne 10-10 de la' figure 9 ;
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la figure 11 est une vue en plan Simplifiée de Ilengce- nage de transmission de l'appareil sua-mentionné; la figure 18 est une coupe transversale par la ligne 13-13 de la figure 11 illustrant.la disposition de 1"enw?e- nagede transmission variable; la figure 13 est une vue en bout fragmentaire observée suivant la ligne 15-13 de la figure 11;
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la figure 14 est une vue en 616vation,,,avec coupe verticale partielle, illustrant un appareil comprenant une autre forme de réalisation de l'invention.,
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la figure 15 est une' vue fragmentaire, observée suivait la ligne 15-15 de la figure 14., montrant plus clairement i engrenage de transmission variable;
..¯ ' ' ' les figures 16 et 17 sont des vues schématiques
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illustrant la faqon dont l'invention permet effectuer la Rise en position de l'outil de grattage d'un coté ou del'autre de la'rouera finir. ; ' '. ' '
Il est bien connu que, lorsque deux pilons pourvus
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CA-n te à profil en développante rüvo.,,,e,nux.i'des axes cliques, et qu'un ou abaoun de ces pignons est-du'type .
8 les dents des deux pignons n'ont qu'un païnt de contact qui, lorsque les pignons tournent, ss -eut suivant une ligne droite dite *ligne de contact"
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Ainsi qu'il a été mentionné prêo6dert-ùnent., on peut detorr-lner la ligne décrite par le point de contact en déterminant 1'infiei"seo%ion ;
ics surfaces latérales ou.flancs des doiits 9 btvec la surface de révolution 5 engendrée par le niouvei,mnt relatif de.la ligne de contact et d'une roue ou pignon arzcplnnonta3.re, $ la figure 3,.la droite 5 est une protection de la ligne,de contacta Cette ligne, représentant le^ chemin décrit par les points de contact, reste fixe pendant la rotation de l'outil et, par conséquente balaie une surface de révolution qui, dans le cas présent,
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est un hyperbololde de révolution tel que 46fJni par la surface 3.
Les arttes de coupe formées par 1"intersection de cet hyperbolorlde avec la dent. hélicoïdale à profil en développante,- ont la propriété désirée de passer par tous les points de contact en raison du fait que 1'hyperboloiàe est le lieu de toutes les positions que le point de contact est susceptible de prendre par rapport aux dents du pignon
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campl.éne.nta3re,A la figure 3,,,, 1'hyperbolàIàe est indiqué par lâ ligne 6, et le point primitif, a savoir le point de tangenoe de la li-gne 5. avec ia ligne ' 6,F est désigné par 7+ On remarquera, aussi que' chacune,'des surfaces 3 de l'hyper-' bololde est perpendiculaire au llano de dent adjacent en x,; ¯ . ¯, . tout point dé la, longueur de l'arête de poupe 4.
TcLtei'a is considéré dans une.section transversale pérpendioulaire l*axe de l'outil', ilarete de coupe 4 est vive'et facilite par conséquent .'ac3;ori de grattage ou sha'ving-dudit tran- chant sur'le flan.9 4-tuneï dent complémentaire du pignon finir,
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]our mieux faie comprendre le mode d'action d'un outil de grattnge, tel que' celui vis4 par'la présente invention, on décrira maintenant cet outil, en tant que partie d'une machine à finir les engrenages par grattage, désignée dans son en- semble par 10 aux figures 8, 9 et 10.
La machine 10 constitue un appareil accessoire destiné.
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à être monté sur tout type normal de tour, ou euchinc-outil sir.lila1J.'e. comportant une poupée motrice à vitesse variable ?L2a un arbre moteur ou d'entraînement 14, deux glîslières ou r11s de guidage espacés 16 et 18, et une vis-mère 20, L'appareil 10 comprend un socle ou traînard 22 pourvu de
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plaques de glissement 2 et 26 boulonnées ou autrement . fixées au traînard 22 et mon té es sur les glissières 16 et 18.
Une plaque-28 s'étend vers le bas à partir du traînard 22 et supporte un volant de manoeuvre 30,, qui est relié par tout moyen classique (non représenté) à la vis-mère de façon
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que, lonsqg'on fait tourner ce volant, le traînard se déplace le long des glissières 16 et 18.
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Un bottier 32 monté rigidement sur le traînard 22 suppor- te et enveloppe deux arbres de montage ou mandrins (porte-ou- vrage et porte-outil} ainsi qu'un mécanisme de transmission
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approprié qui les.relie.... Comme représenté- clairement.à la figure 10, un mandrin 34 servant à supporter une pièce à finir, telle qu'un pignon 36, est tourillonné dans des coussinets 38 et 40 du boîtier 32.
Ce mandrin 34 est relié
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à un ,arbre d'entraînement 14'¯ (figure E ) par un acoouplement approprié 42 Les oo-ussinets 38 et 40, qui supportent le mandrin S4 et en. assurent 'le centrage précis, coulissent7, dans la direction longitudinale du mandrin' lorsque le boîtier 32 est déplacé le long des glissières 16-18.
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Ce déplacement dit boîtier 32 permet à l'outi'l'de grattage 1 de recevoir un gouvernent d'avance en travers de la périphérie du pignon tournant à. finisse, de la manière qui va n3.in te- nant être décrite. '
L'outil 1 est monté sur un arbre porte-outil 46 qui est
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- oblique par, rapport à l'axe du mandrin porte-ollvrage '34.
L'arbre 46 tourne dans des coussinets appropriés 48 et 50 du boîtier 32. Le coussinet 48 comprend une bride de butée 52 destinée à recevoir les poussées axiales et à coopérer avec une rondelle de butée 54 montée sur l'arbre 46. Cet
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arbre est entraîné à l'aide d'un mécanisme de transmission variable à chaîne ou à pignon qui comprend un pignon hélicoïdal
56 fixé rigidement à l'extrémité intérieure de l'arbre 46. Le pignon 56 coopère aveo une bride de butée 58 du.coussinet 50 pour empêcher tout mouvement longitudinal de l'arbre 46 et des pièces associées par rapport au bottier 32.
Ainsi qu'il ressort des figures 11 et 12.le train d'engrenages servant à entraîner l'arbre porte-outil 46 com- prend aussi un pignon hélicoïdal 60 qui est claveté sur un arbre 62 et qui engrène avec le pignon 56 pour entraîner ce pignon* L'arbre 62 est entraîné par un pignon hélicoïdal
64 calé sur lui,ce pignon étant lui-même entraîné par un pignon 66 calé qur un arbre 68. a l'arbre 68 est fixé un pignon conique 70 qui engrène avec un pignon conique 72 calé sur le mandrin porto-ouvrage 34.
Il ressort de ce qui précède que le pignon à finir 36 est accouplé sans jeu au mandrin d'entraînement 34 et que l'outil rotatif de grattage est en- traîné par l'intermédiaire d'une transmission à engrenages à partir dudit mandrin, 'En se référant maintenant à la figure 10. on voit que le pignon conique 72 et le'mandrin 34 sont assemblés de façon à coulisser longitudinalement l'un par rapport à l'autre à l'ai- de d'une clavette 74 fixée au mandrin par des vis 76.
La clavette 74 établit une liaison dans le sens angulaire entre le mandrin34 et'le pignon conique 72, tout'en permettant à ce pignon dese mouvoir dans la direction longitudinale du mandrin,' conjointement avec le boîtier 32, pendant un mou- vement d'avance du couteau 1.
Pour empêcher tout mouvement longitudinal du pignon 72 par rapport au bottier 32, il est prévu une bague 78, fixée au boîtier à l'aide de via 80-et. pourvue d'un rebord de butée annulaire 82 qui s'étend vers l'intérieur et s'engage dans une gorge annulaire 84 du pignon 72.x
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L'arbre 68 tourillonne dans des coussinets convenables
86 et 88 montés dans le boîtier 32. Le coussinet 88 est pourvu d'une bride de butée annulaire 90 destinera, prendre appui sur un épaulement 92 de' l'arbre 68 pour empêcher la mouvement longitudinal de cet arbre dans un sens .
Le mouvement de l'arbre 68 dans le seps, opposé est empêché par une ron- . delle de butée 94 fixée à cet arbre à l'aide d'une vis 96. '
Il convient de noter que toute rotation du pignon à finir 36 par rapport au mandrin 34 est empêchée par une clavette appropriée 98 et un écrou 100 (voir figures 10 et 13), et que l'outil de grattage 1 est lui-même fixé rigide-. ment à l'arbre porte-couteau 46 par une olavette convenable
102 et un écrou 104. L'outil 1-est entraîné de manière qu'il tourne avec l'ouvrage 36, dans un rapport de vitesse prédéterminé..
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, chacune 'des arêtes de coupe 4 de l'outil est conformée de manière géné- rale à la ligne décrite par les points de'contact entre le flanc avançant de chacune des dents 2 dudit outil et le pignon à finir 36. Cette dispositiondes arêtes de grattage assure une bonne coupe'de finissage et permet d'effectuer le grattage d'une façon précise, à une vitesse relativement élevée. De plus,, cette disposition des arêtes de coupe permet de disposer,le ma'ndrin 34 et l'arbre 46 suivant un angle d'obliquité relativement grand,, ce'qui augmente le glissement entre l'outil et la pièce à finir.
De préférence, l'angle que fontentre exu les axes de l'outil et de la . pièce est compris entre 15 et 60 afin dtobtenir les vitesses de grattage désirées.
Ainsi qu'il a été spécifié précédemment, la roue à finir et l'outil de rasage 1 sont tous deux entraînés positivement et en synchronisme. Le dégrossissage de l'ébauche du pignon destiné à être fini par une opération de grattage est cou-
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ra,.1,ent obtenu@ par une à do dé'on;a;o à la xwâ.sew Cette opération consiste à fraiser OVOSIibrement la denture de laébauohe de'roue dentoe de ,.éori que les dents aicnt des d:
4iieiiaïolis suffisaient en excès pour permettre l'opération de finissage ultérieur . Les inexactitudes ou erreurs répètes
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de cet ébauchage, telles 'qu'9 les erreurs d'alignement ' hélicodëtl des dents de la fraise, peuvent occasionner des inexactitudes correspondantes dans les dents de lt6bauchr-, 11 est très important que ces inexactitudes aient été éliminées dans la roue ou pignon terminé. A cette fin, la présente invention envisage la suppression du jeu existant dans le mécanisme d'entraînement de la pièce à finir et de
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l'outil.
En employant ,accaulal.èr.xont s;ns jeu entre le support rotatif de la roue à finir et l'organe d'eWjaine.¯.ent rGli;; à la commande motrice, tel que le mandrin ou arbre 34, et en accouplant cet arbre d'entraînement 34 avec l'outil de grattage 1 par l'intermédiaire de la transmission variable à engrenages décrite, les dents 3 et les arêtes de coupe 4 de l'outil coopèrent avec les flancs complémentaires des dents de la pièce à finir'36 de manière à engendrer les contours de dent d'engrenée lisses et précis désirés.
En d'autres termes,
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l'accouplement diceot dél.â roue dentée à finir avec la -coinmande motrice, ponjointement avec le fait que la force de grattage des-arêtes 4 agit sur les dents du pignon à finir comme si ces arêtes entraînaient ce pignon*,, supprime complè- tement le jeu qui pourrait autrement exister. Dans les procédés de grattage appliqués jusque ce jour, lorsqu'un outil de grattage était entraîné de manière à travailler sur un pignon à finir tournant librement,! les.'jeux occasionnaient
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des srreuxsi En supprimant les jeux do la manière qui vient ' .,;
' ' ' d'être décrite,,les erreurs qui peuvent avoir été introduite. dans les dents au cours de l'opération d'4bauchaép ou de faconsage préalable# sont corrigées au cours de l'opération de finissage.
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Pour régler la profondeur de la coupe des arêtes 4 dans les flancs des dents du pignon à finir, il suffit de faire tourner l'outil 1 d'un petit angle par rapport à ce pignon. Un tel réglage angulaire de l'outil 1 est assuré par le mécanisme représenté à la figure 10, Marbre 62 portant les pignons hélicoïdaux 60 et 64 est non seulement supporté . de façon à pouvoir tourner, par des coussinets 112 et 114, mais il est aussi ajustable axialement dans ces coussinets.
'Une vis de réglage 116 se visse dans un organe en forme d'écrou arproprié 118 monté sur le bottier 32, et l'extrémité inté- rieure de l'arbre 62 prend appui sur une butée à billes 119.
L'arbre 62 est continuellement sollicité vers la.vis de réglage 116 par un ressort de compression 121 logé à l'inté- rieur d'une pièce en forme de cuvette 123 fixée au boîtier, De préfémence, le ressort 121 agit sur l'arbre 62 par l'in- termédiaire d'une butée à billes 125. Il est évident qu'on peut,en faisant tourner la vis de réglage 116, ajuster l'arbre 62 dans l'un et l'autre sens de la direction axiale.
Lorsqu'on effectue un tel réglage axial de l'arbre 62, les pi- gnons hélicoïdaux. 56, 60, 64 et 66 tournent d'un petit angle.- On peut modifier l'amplitude du mouvement angulaire communi- qué à l'outil sous l'influence d'un déplacement axial donné de l'arbre 62, en faisant usage dé pignons de"différents angles'' d'hélice. Dans la construction décrite, l'angle d'hélice du pinson 56 est d'environ 15 , alors que l'angle d'hélice du pignon 66 est d'environ 25 .
En coordonnant convenablement les angles d'hélice des pignons 56 et-66.et le.pas du fi- letage de la vis de replace 116, on peut'obtenir des réglages tira et précis de la profondeur de/coupe.
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Le finissage des roues dentées à l'aide de l'appareil' décrit ci-dessus s'effectue de la. manière suivante On fixe la pièes à finir 36 et l'outil 1 à leurs mandrins respectifs et on règle la position de l'outil à l'aide do la via à tête seletés 116 de manière à. obtenir la profondeur de coupe
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désirée. On met alors en marche la poupée motrice 12 de façonn que l'outil et la pièce soient entraînés de la lanière précédemment décrite.
A l'aide du volant à main 50, optait alors avancer suivant 1 axe du mandrin 34 le boîtier 32 qui porte l'outil'de grattage, rendant le mouvement de l'outil 1 en travers de-la, pièce à finir, un des flancs de ' chacune des dents de cette pièce est fini d'une façon précise, quelles que soient les inexactitudes qui peuvent avoir été présentes à, la sute de l'opération initiale de dégrossissage.
La forme particulière des arêtes de coupe 4 de 1'outil.1 et la relation angulaire relativement grande entre les axes de l'outil et du pignon à finir permettent une action de grattage perfectionnée, quoique à vitesse élevée, c'est-à-dire que l'outil peut recevoir un mouvement d'avance relativement rapide.en travers de la périphérie de la pièce sans risque de produire des 'irrégularités sur ceux des flancs 'situés d'un seul coté de la denture du pignon à finir. Tour finir les fancs opposés sur l'autre coté du pignon, on enlève la pièce et on répète l'opération décrite ci-dessus.
De cette façon, le finissage d'un des flance des dents est effectué indépendamment du finisssage de l'autre flanc.
Les figures'14 et 15 représentent une machine, désignée dans son ensemble par 120, dont la construction est basée sur les principes fondamentaux de cette invention et qui est réglable pour permettre le finissage de roues dentées ou pièces à finir de diverses dimensions, cette machine permettant de finir par grattage les deux cotés ou flancs de la roue finir sans qu'il soit nécessaire d'enlever cette roue pour inverser sa, position par rapport au mandrin qui la supporte.
La machine 120 comprend un boîtier 122 dans lequel sont montés un moteur 124 et un variateur de vitesse 126 pour commander la pièce et l'outil L'arbre moteur 128 est relé à l'arbre d'entrée 130 du variateur de vitesse à l'aide de poulies 132
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et 134 et de deux courroies trapézoïdales 136. L'arbre de sortie 138 du variateur est tourillonné dans le boîtier,. comme indiqué en 140,et porte un pignon 142 qui engrène avec une roue dentée 144 olavetée sur un arbre de commande princi- pal 146, L'arbre 146 joue le même rôle que.le mandrin 34 précédemment décrit pour la machine 10, une des extrémités dudit arbre étant tourillonnée et pouvant coulisser dans le bottier 122, à l'aide d'un coussinet 148.
L'extrémité opposée de,l'arbre 146 est.supportée, comme indiqué en 150, par une oreille verticale d'un chariot 152.
Un mandrin 154 est monté entre l'arbre 146 et une poupée mobile 156 du chariot de manière à supporter une pièce
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à usiner, telle qu'une roue dentée à fiaiy ;5, 12ggt diopp4i- tif appropria, tel qu'un manchena d'accouplement 160, peut être prévu pour assurer un accouplement positivement et sans jeu, l'arbre. 146 et le mandrin porte-ouvrage 154, Le chariot 152
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coulissa le long de glissières \62 du bâti 6 boîtier 122,.
164 désigne une vis-mère montée de façon à tourner sur le
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bâti 122 et coopérant avec un dispositif a écrou 166 qui est fixé sur la face inférieure d ch9riot f!.1"J; sert pour imprimer un mouvement d'avance aui.1 chariot e; par suite, un mouvement de translation ax.al la roue ou pièce à .finir 158. De préférence, la vis-mère est en t, ée , partir du ,\ variateur de vitesse 126 par 1 'j.nt:.médietre' de 'pignons 168 et 170 montés sur l'arbre de stzti. 138 ë\1Jfdi't vr tur" et stzr la vis-mère 164, respectivement. B0pr réer initialement le chariot 152 avant la mise -en r.arpbe du iote, on j-,1,-,Inoeuvrp un volant à main 172 fixé a l'extrémité extérieure de la vids-mère 164.
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La machine 120 à finir les rouet' dentées paxt grattzge comprend un outil de grattage composa de deux éléments 176 et 178 clavetés sur un arbre de montage 160 e maintenus à un certain écartèrent l'un de l'autre par une pièce 182. Ces
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'éléments sont identiques à l'outil 1 pcécéàeoment récrit et
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ils ont été représentés plus en détail à la figure 6. Lorsque l'arbre de montage 180 tourne dans un sens, les arêtes de coupe de l'élément 176 finissent les flancs d'un des cotés de la denture de la pièce à finir 158 et, lorsque ledit arbre tourne en sens inverse,
les arêtes de coupe de Isolément 178 finissent les flancs du. côté opposé'de la pièce. Comme les
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éléments 176 et 178 sont espacés axialcrnent l'un de l'autre, aucun d'eux n'entre en contact avec la pièce à finir ou ne gêne le travail pendant que l'autre est en service, Par conséquent, 'pour effectuer la mise en position des deux éléments de manière à ;Les faire entrer en prise alternativement avec l'ouvrage, il est nécessaire de déplacer l'arbre 180 axialement. Les détails des éléments'ou outils 176 et 178 seront décrits plus complètement par la suite.
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L'arbre iet est monté rigidement dans un, arbre d'entra"" nement creux Î84 qui tourillonne dans un chariot 186. Le déplacement'axial de l'arbre 184 est normalement empêché par un levier 188 qui est pivoté sur le chariot, comme indiqué en 190, et dont une des extrémités 192 est placée entre deux pièces de butée annulaires 194 et 196 fixées sur l'arbre. En pivotant, le levier 188 fait mouvoir l'arbre 184 suivant son
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axe, ce qui effectue .a=yise en position soit de l'élément ou outil 176 soit de l'élément 178, à volonté, par rapport à la roue dentée à'finir 158.
Le levier 18 est actionné par dos cylindres pneumatiques 198 et 2CO Dentés de part et
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d'autre dudit :4evie:po, les cotés opposés de e dernier étant en contact avec l.es extrémités de deux pistons 202 et 804 'coulissant respectivement dans les oyl.nd.^es198 et SOO.
Lorsque les,cylindres pneumatiques 198 et 200 sont commandés par tout dispositif approprié, non représenté, le levier les
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pivote pour ef2wcbiwr Ini.:m on position de l'un ou l'au- tre do a éléments de 176e 17,9,
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Tour régler la distance entre l'axe du mandrin de montage
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154 de la roue à finir et l'axe de l'arbre de montQ3 180 de l'outil de grat,ge= de manière à permettre le f îrïiFsL,3a .!'e pièces de divers diamètres et dentures, le chariot 186 est monté de façon coulissante sur Une glissière à quoue d'aronde 206.
La position du chariot''186 peut être'réglée à l'aide de tout dispositif approprié, tel que le dispositif classique comprenant une vis 208 et un écrou 210 porté par le chariot,
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A la figure 14, les outils 176, 178 sont placés decriure la pièce à finir. Bien entendu, ..l'outil de grattage pourrait aussi être placé devant la pièce,- comme 'représenté schémati- quemnt à la figure 17. En fait, le choix de l'une ou l'être des deux positions est permis par le réglage du chariot 196 sur la glissière en queue d'aronde 206.
Grâce à cette mise en
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position des outils à volonté d'un c""té ou de'l'autre L... la pièse,il devient possible de choisir les angles d'hélice
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= . ¯W s outils qui conviennent le. mieux pour une roue finir pourvue de dents hélicoïdales. Ceci a été peprésenté @ aux figures 16 'et.17 .qui montrent toutes deux une roue dentée hélicoïdale,avec pas à gauche 158a, du même ,;.;,=le
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d'hélice, et illustrent aussi une comparaison de la direction et de la grandeur de l'angle d'hélice des dents de l'outil da ;at .ge lorsque'l'outil .l76a est monté à levant de la roue finir, comme à lfi figure 17, et lorsqu'il' est monté à liar-:
iùre de cette roue, commet à la figure .16 A3.nsi pour chacune des roues à finira i.'-espo,s.ble de choisir, pour l'outil de finissage, en-h-e'deux angles d'hélice différents, celui qui assure la meilleure action de finissage.
Comme dans la machine 10 précédemment décrite, l'arbre 180 de l'outil de machine 120 est entraîné par une trans- mission à engrenages comprenant un pignon d'angle 212 dans
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lequel l'arbre 146 coulisse Iong3.tud:tn:.lernen. Dans la construction repr6se-nt6e#-Ie pignon d'angle SIS et le 00-Lsaînet
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148 sont d'une s uulid pièce.
Lo axial cll-1 pisnon d'angle 313 est empêché, d..ns tin :cx3s1 par un ]111.U,oC-2)t 214 qui's'appuie contre une butéu annulaire port6o par le boîtier, . elle mouvement'axial dans le sons oppose est empêché par un épaulèrent 216 porté par un manchon 318 fixé au coussinet'148
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à 1'aide de v3s i (f.gc.zr4. 1,4 , Un calot 24ü , fixé de façon détachable, au collier 218, est disposée pour ooop6r(-r avec la 'surface intérieure de fentes directrices pratiquées à la péri- phérie d'une came 244 a::ialement mobile et fixée à l'arbre 146 par une clavette 245 et un êcrou 46.
Le pignon d' nle
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'
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212 entraîne un ilQn d'a,Le 220 pourvu d'une queue Z24 tourillonnée dans un coussinet 336 monté dans le boitiez 122 La queue 334 est-pour vue d,''une portion de diamètre réduit 228 qui est assemblée par 'clavette avqc une troue dolitrec- 20 retenue par un écrou 3S3 o't une b toilette 234, Une roue dentée'folle 236,' menée par la roue. dentée 2503 est raontée pour tourner sur.l'extrémité opposée de lzt biellette 334, l'aide d'un axe 2.38 pourvu,d'une embase, 'à l'une de ses extrémités, et d'un écrou 340 à l'extrémité opposée. La roue dentée folle 3S6'entraîne une roue dentée 242 clavetce sur
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'l'arbre portes-outil 184.
Comme représenté à la figure 15, la
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biellette 2114 permet à la roue dentée folle 3S6 d'être d'apla- c6e lat6ralem'en@t' -lors d'un réglage transversal du chariot porte-outil 186' le long' de la glissière à. queue d'jronde Z06
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Un dispositif approprié, non représenté, peut-être prévu
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pour agir sur la biellette 234 de manière à maintenir In roue dentée folle 256 en prise av,9ô la roue dentée 243.
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'En se référant de nouveau à la.came 244 actionnée par
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l'arbre 146, 11 ext ovidont que, si les fentes Ou rainures poriphériquea <ie la ouino sont ,s.:e.7Ë:lo; à laxe de 0,,,tte came, cette dernière se comporte sinpicmcnt à la f,-içon d'un dispositif d'entraîneuicnt unt.we.3.'xhre .G et lu 'Pil-)OI1 d'8<Îlele 313.
Au oontrujre, si, au lieu <i'81;ro p ¯ 11.,:lc: s l'x de Ij cav.c los :C'c:xae;x s'3'hundon-b iisiiaor i ix.<, t â la i;,ii,1-
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phérie de cette came, le mouvement longitudinal que reçoit la came au cours du mouvement transversal du chariot parte-ou-
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vrage 158 (figure 14), a pour effet de cahd.,uni(luc-r une rotation supplémentaire, ou superposée, à l'outil de finis- saGe, Si les fentes de la came s'étendent hélicodal...:
nt dans'un sens, l'outil de grattage a tendance à touriier à une vitesse légèrement acoruee. et si lesdites fentes a'utndont hélicoldalement dans l'autre sens, la vitesse de coupe de cet outil diminue légèrement. En donnant aux fentes une forme convenable, on peut conférer aux dents de la pièce finir un léger effet de bombage, Ceci est désirable pour
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certaines applications. De plus' oarae 244 peub a=in certaines applications. plus,.la:oame 344= peut ucir de manière a modifier légèrement l'angle d'hélice de la den- ture de la pièce à finir.
Le fonctionnement de la machina 120 qui vient d'être
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décrite est essentiellenzent le même que celui de la machine 10 preoédamnent décrite. Dans la nohine 120, la pièce est dé- placée axialement, alors que, dans la machine 10, l'outil de grattage se meut en travers de* la périphérie de la pièce à finir.
De plus,,- la machine 120 permet à la fois la trusta- tion automatique-dû chariot 152 et son déplacement manuel,,
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alors que,- dans le cas de'là' machine 10i le déplacement du chariot 22 est commande manuellement* De plus,ainsi qu'il a été mentionné précédemment, la machine 120 est étoile de manière permettre lemontage de deux outils rotatifs de
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grattagefi ce qui évitél1 'nééssit6 c'inversor la position de la pièce à finir'p0t6r'terminer le* grattage des deux flancs des dents de cette pièce.
Dans la machine 180,'après qu'un des cutils a termine les fiança d'un coté des dents de la
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roue finir, l'arbre 164 est déplacé exialement pour amener l'autre outil au contact de la pièce, et le moteur 126 est
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mis en marche dans le sens inverse
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L'invention se prête à l'utilisation d'éléments rappor- tés en carbure, tels que le taillant rapporta B représenté à la figure 4.
La figure 4 est une vue semblable à la figure 2 et illustre la façon dont l'élément rapporté en métal dur peut être utilisé pour assurer une longue durée de service de l'outil. Dans les outils de grattage antérieurs,
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cette caractéristique de cori'stluction n'était pas pos:
iible, Dans le présent outil de grattage,, l'arête de coupe s'étend du sommet à la base de chaque dent, comme 'indiqué par la surface 3 des figures l, 2 et 4, ce qui permet à une meule de
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, forme, ou outil de rcotificatïon similaire, d'avoir facile- ment accès au tranchante La portion restante de chaque dent' constitue une dent d'engrenage en principe conjuguée avec les dents complémentaires de la roue dentée à finir.
La figure 7 représente un outil rotatif de finissage d'une seule pièce, pourvu de dents de coupe à chacune de ses ex- trémités. Cet outil a été désigné d'une façon générale par 248.
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De même que les outils 1-176-178 précédemment décrits, l'ou.'.1 248 comprend une série de dents héli'coldales 2 qui sont dégagéeîï,
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à leurs extrémités oppo.s'èes de manière à constituer des arêtes de coupe 4e En'faisant tourner l'outil dans un sens, on peut utiliser les tranchints d'tune des extrémités des dents 3 pour gratter les flancs situés d'un coté de la denture de la . roué finir, FLnd6l:)Iaant axial ement soit. L'outil, soit la roue a finir, on peut amener les dents de coupe S situées à l'extrémité opposée'de l'outil à une position telle qu'elles agissent sur les flancs opposés de la roue à finir. Bien entendu,pour la seconde passe de finissage l'outil doit recevoir une rotation de sens inverse.
Une dépouille latérale positive peut être obtenue poux les douta de grattage $ en donnant à. ces dents un angle
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d'Mlioe qui diffère de celui de l'outil théorique, lu diffé- rence entre ces deux unp-Ies d'hélice étant égale à la valeur
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positive de la dépouille latérale désirée, Ceci est illustré à la figure 5, dans laquelle l'Outil est montré en élévation par son contour.
Si l'angle d'hélice'de l'outil théorique est . l'angle de dépouille latérale est et l'angle d'hélice de l'outil modifié est gl. Ceci-peut être exprimé par la formule suivante ; g1 = g + g2 Ce léger écart de l'angle d'hélice rend le tranchant 4 plus mordant, tandis que la surface d'affûtage 3 conserve
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sensiblement la meule forme c'est-à-dire celle de la suri'ace d'un hyperbololde ou d'une surface s'en rapprochant de très près.
La présente invention facilite le finissage des dents d'engrenages avec un profil' bombé et un angle d'hélice intentionnellement donnés, Dans les procédés de rasage
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antérieurs, la forme bombée des dents d'engrenages est obtenue en modifiant-le profil de.l'outil de finissage.
Dans le pré sent'procédé de shaving, le profil et Informe longitudinale, peuvent.être obtenus tra aisément en donnant une forme différente at'surfiace 3,, Le cercle 6a tracé en traits disc6ntinua à. la.;fi ure 3 indique .une modification exagérée apportée à la forme dès surfaces- 3. Au lieu d'une
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forme hyperbolique .; on peizt faire usage d'une forme air- culaire 6a, de rayon r.
Il résulte de cette, modification que les tranchants 4 enlèvent une plus grande quantité de métal des portions intérieures et extérieures des surfaces du flanc de la roue finira les dents de cette roue recevant de ce fait une forme bombée. De même, par l'application de la
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.dépouille latérale indiquée'à la figure 5, et en faisant varier la profondeur de coupe d'une des extrémités de la dent de la roue à 'i.nj.r t3, l'autre, on peut bomber longitudinalement les dents (le cr os.
Cc fa façon de produire des. bombés
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transversal et longitudinal combinés des dents de la roue est un avantage distinct du présent. outil sur les outils de grattage ordinaires, dans le cas desquels le prof,il bombé doit être introduit par une modification du profil déve- loppante au prix d'un fort accroissement'du prix de revient.
La modification apportée à la courbure des surfaces 3 peut être obtenue par une opération très simple de rectification par meulage
Il ressort de la description qui, précède que la présente invention concerne des moyens et un procédé simples et per- fectionnés grâce auxquels des flancs de dents (dents d'engre- nages, tenons d'assemblage à développante, etc,,) peuvent être finis par grattage avec une grande, exactitude et à une vitesse accrue.
En pressant les tranchants d'un outil rotatif contre'les flancs situés d'un des cotes des dents de la roue à finir supportée de façon rotative, et en entrai nant en rotation ladite roue à finir dans.un rapport de temps déterminé avec le mouvement des.arêtes de coupe, en même temps que ces arêtes, et les dents de la roue sont dé- placés axialement l'un par rapport à l'autre, on engendre des flancs unis et précis de contours prédéterminés.
Les flancs de l'autre côté de. la denture de la roue à finir peuvent être engendrés similairmenet soit en inversant la position de la pièce ou celle de l'outil sur le support correspondant, en faisant usage des mêmes arêtes de coupe, soit en faisant usage d'une série d'autres arêtes de coupe sans qu'il soit 'nécessaire d'inverser la position de la pièce ou de l'outil.
L'élimination des difficultés dues aux jeux constitue un autre avantage, important; de la présente inven tion. L'invention se prête aussi au shaving de roues dentées de dimensions et formes variées et diminue les dépenses qu'entraînant la cons- truotion et l'entretien de l'outil de grattage.
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Bien entendu, les détails de construction décrits et représentés pour illustrer quelques formes de réalisation pratiques de l'Invention, n'ont.été indiqués qu'à titre ex- pl8icatif, ladite' invention étant susceptible de -recevoir d'autres formes et de nombreuses modifications, sans qu'on s'écarte de son principe.