Procédé pour le finissage par grattage des flancs d'une roue dentée et machine pour la mise en aeuvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé pour le finissage par grattage des flancs d'une roue dentée. Il comprend également une ma chine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le finissage des roues dentées est ordinai rement effectué sur une machine dans laquelle la roue à gratter et l'outil de grattage sont mon tés 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 hélicoï dale engrenant avec la roue dentée à finir. Des entailles transversales, qui 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 es paces entre dents de la roue à finir. Un des arbres obliques est mené, l'autre est fou.
L'ou til gratte les rugosités de la surface des dents de la roue, mais ses arêtes de coupe n'engen drent pas toujours les surfaces désirées sur lesdites dents et, par conséquent, n'en corri gent pas les inexactitudes qui ont pu être pro duites par l'opération de défonçage à la fraise par laquelle l'ébauche de roue a été établie.
Le procédé que comprend le présent bre- ve,4 est caractérisé en ce qu'on pousse les arêtes de coupe, réparties circulairement, d'un outil rotatif de grattage contre les flancs situés d'un des côtés de la denture de la pièce à finir sup portée de façon rotative, en ce qu'on entraîne ladite pièce à finir en rotation en synchronisme avec le mouvement des arêtes de coupe, en ce qu'on effectue un déplacement relatif axial en tre lesdites arêtes et les dents de la pièce à finir, de manière à engendrer des contours de flanc prédéterminés,
et en ce qu'on pousse de façon semblable des arêtes de coupe réparties circulairement contre les flancs opposés de la dite pièce, de manière à engendrer des con tours de flanc complémentaires.
La machine pour la mise en oeuvre du pro cédé ci-dessus est caractérisé en ce qu'elle com prend au moins un outil formé par une roue dentée hélicoïdale, dont les dents sont tron quées dans leur portion extrême par une sur face de révolution de même axe que la roue, de manière à constituer une arête de coupe in clinée le long d'un, des côtés de chaque dent, l'arête de chaque dent de l'outil coïncidant ap proximativement avec une ligne qui est le lieu des points de contact successifs du flanc de ladite dent avec les flancs des dents complé mentaires d'une roue à finir. Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, deux formes d'exécution de la machine ob jet d'une des inventions.
La fig. 1 est une vue en élévation d'un outil de grattage que comprend la machine.
La fig. 2 est une coupe fragmentaire de cet outil par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 représente le système de coordon nées qui exprime la formule de l'hyperbole définissant la surface de révolution qui con tient l'arête de coupe ou de grattage de l'ou til.
La fi-. 4 est une coupe fragmentaire, sem blable à la fi-. 2, montrant comment l'outil peut être pourvu d'éléments rapportés durcis par exemple de bouts ou taillants rapportés en carbure.
La fig. 5 illustre schématiquement la fa çon dont les dents de l'outil peuvent être pour vues d'un dégagement latéral.
La fig. 6 est une vue en élévation montrant deux outils montés sur le même support.
La fig. 7 est une vue semblable à la fig. 6, mais illustrant une autre forme d'outil rotatif de grattage.
La fig. 8 est une vue en élévation latérale de la machine à gratter les dents selon la pre mière forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue en bout de la machine de la fig. 8, cette vue étant observée suivant la ligne 9-9 de la fig. 8.
La fig. 10 est une coupe transversale ho rizontale par la ligne 10-10 de la fig. 9.
La fig. 11 est une vue en plan simplifiée du train d'engrenages de transmission de la machine.
La fig. 12 est une coupe transversale par la ligne 12-12 de la fig. 11 illustrant la dispo sition de ce train d'engrenages.
La fig. 13 est une vue en bout fragmentaire observée suivant la ligne 13-13 de la fig. 11. La fig. 14 est une vue en élévation, avec coupe verticale partielle, montrant la deuxième forme d'exécution de la machine.
La fig. 15 est une vue fragmentaire, obser vée suivant la ligne 15-15 de la fig. 14, mon trant plus clairement le train d'engrenages de transmission variable.
Les fig. 16 et 17 sont des vues schémati ques illustrant la façon d'effectuer la mise en position de l'outil de grattage à volonté d'un côté ou de l'autre de la roue à finir.
Il est bien connu que, lorsque deux pignons pourvus de dents à profil en développante tra vaillent sur des axes obliques, et qu'un ou cha cun de ces pignons est à denture hélicoïdale, les dents des deux pignons n'ont qu'un seul point de contact qui, lorsque les pignons tour nent, se meut suivant une ligne droite dite ligne de contact qui est fixe dans l'espace et oblique par rapport à l'axe de chaque pi gnon. Bien que ces faits soient connus généra lement, il ne semble pas qu'on ait jusqu'à ce jour reconnu qu'il est possible de déterminer la ligne décrite par le point de contact sur un des pignons en déterminant l'intersection des surfaces latérales des dents de ce pignon avec la surface de révolution engendrée par le mou vement 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 par rap port à ce pignon est un hyperboloïde de ré volution. La formule de l'hyperbole définis sant cette surface peut être exprimée dans le système de coordonnées représenté à la fig. 3. L'axe des x coïncide avec l'axe du pignon, et l'axe des y est situé dans le plan transversal contenant le point de tangence de la ligne de contact avec le cylindre primitif du pignon. Avec ces coordonnées, la formule de l'hyper bole est
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dans laquelle a est l'angle de l'hélice primitive du pignon, tel qu'on le définit dans la géomé trie des roues dentées à développante classique, et r est le rayon primitif du pignon.
La fig. 1 est une vue de côté d'un outil de grattage faisant partie de la machine 10 re présentée à la fig. 8, outil qui comprend une série de dents hélicoïdales à profil en déve- loppante 2, dont les extrémités de gauche ont été tronquées suivant des surfaces hyperboli ques 3. En tronquant ou éliminant de cette ma nière une des extrémités de chacune des dents 2, on obtient des arêtes de coupe 4. Ces arêtes 4 passeront par tous les points de contact en tre le flanc des dents de l'outil et le flanc des dents d'une roue dentée complémentaire.
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, on peut déterminer la ligne décrite par le point de contact en déterminant l'intersection des surfaces latérales ou flancs des dents 2 avec la surface de révolution 3 engendrée par le mouvement relatif de la ligne de contact et d'une roue ou pignon complémentaire. A la fig. 3, la droite 5 est une projection de la ligne de contact. Cette ligne, représentant le chemin décrit par les points de contact, reste fixe pen dant la rotation de l'outil et, par conséquent, balaie une surface de révolution qui, dans le cas présent, est un hyperboloïde de révolu tion tel que défini par la surface 3.
Les arêtes de coupe formées par l'intersection de cet hy- perboloïde avec la dent hélicoïdale à profil en développante, ont la propriété désirée de pas ser par tous les points de contact en raison du fait que l'hyperboloïde est le lieu de toutes les positions que le point de contact est suscepti ble de prendre par rapport aux dents du pi gnon complémentaire. A la fig. 3, l'hyperbo- loïde est indiqué par la ligne 6, et le point pri mitif, à savoir le point de tangence de la ligne 5 avec la ligne 6, est désigné par 7.
On re marquera aussi que chacune des surfaces 3 de l'hyperboloïde est perpendiculaire au flanc de dent adjacent en tout point de la longueur de l'arête de coupe 4. Toutefois, considéré dans une section transversale perpendiculaire à l'axe de l'outil, l'arête de coupe 4 est vive et facilite par conséquent l'action de grattage dudit tran chant sur le flanc d'une dent complémentaire du pignon à finir.
Pour mieux faire comprendre le mode d'ac tion de l'outil de grattage décrit on décrira maintenant la machine 10 dont il fait partie et qui est représentée aux fig. 8, 9 et 10.
La machine 10 est destinée à être montée sur un tour, ou une machine-outil similaire, comportant une poupée motrice à vitesse va riable 12, un arbre moteur 14, deux glissières de guidage espacés 16 et 18, et une vis-mère 20.
La machine 10 comprend un traînard 22 pourvu de plaques de glissement 24 et 26 fixées au traînard 22 et montées sur les glissiè res 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 à la vis-mère de façon que, lorsqu'on fait tourner ce vo lant, le traînard se déplace le long des glissières 16 et 18.
Un boîtier 32 monté rigidement sur le traî nard 22 supporte et enveloppe deux arbres 34 et 46 (porte-ouvrage et porte-outil) ainsi qu'un mécanisme de transmission qui les relie. Com me représenté clairement à la fig. 10, l'arbre 34 servant à supporter une pièce à finir, telle qu'un pignon 36, est tourillonné dans des cous sinets 38 et 40 du boîtier 32. Cet arbre 34 est relié à l'arbre d'entraînement 14 (fig. 8) par un accouplement 42. Les coussinets 38 et 40, qui supportent le mandrin 34 et en assu rent le centrage précis, coulissent dans la di rection longitudinale de l'arbre lorsque le boî tier 32 est déplacé le long des glissières 16-18.
Ce déplacement du boîtier 32 permet à l'outil de grattage 1 de recevoir un mouvement d'a vance en travers de la périphérie du pignon tournant à finir 36, de la manière qui va main tenant être décrite.
L'outil 1 est monté sur l'arbre porte-outil 46 qui est oblique par rapport à l'axe de l'ar bre porte-ouvrage 34. L'arbre 46 tourne dans des coussinets 48 et 50 du boîtier 32. Le cous sinet 48 comprend une bride de butée 52 des tinée à recevoir les poussées axiales et à pren dre appui contre une rondelle de butée 54 montée sur l'arbre 46. Cet arbre est entraîné à l'aide d'un mécanisme de transmission variable à pignons qui comprend un pignon hélicoïdal 56 fixé rigidement à l'extrémité intérieure de l'arbre 46. Le pignon 56 prend appui contre une bride de butée 58 du coussinet 50 pour empêcher tout mouvement longitudinal de l'ar bre 46 et des pièces associées par rapport au boîtier 32.
Ainsi qu'il ressort des fig. 11 et 12, le train d'engrenages servant à entraîner l'arbre porte- outil 46 comprend aussi un pignon hélicoïdal 60 qui est claveté sur un arbre 62 et qui en grène avec le pignon 56 pour entraîner ce pi gnon. L'arbre 62 est entraîné par un pignon hélicoïdal 64 calé sur lui, ce pignon étant lui- même entraîné par un pignon 66 calé sur un arbre 68.
A l'arbre 68 est fixé un pignon co nique 70 qui engrène avec un pignon conique 72 calé sur l'arbre porte-ouvrage 34. Il res sort de ce qui précède que le pignon à finir 36 est accouplé sans jeu à l'arbre d'entraînement 34 et que l'outil rotatif de grattage est entraîné par l'intermédiaire d'une transmission à en grenages à partir dudit arbre.
En se référant maintenant à la fig. 10, on voit que le pignon conique 72 et l'arbre 34 sont assemblés de façon à coulisser Iongitudi- nalément l'un par rapport à l'autre à l'aide d'une clavette 74 fixée audit arbre par des vis 76. La clavette 74 établit une liaison dans le sens angulaire entre l'arbre 34 et le pi gnon conique 72, tout en permettant à ce pi gnon de se mouvoir dans la direction longitu dinale de l'arbre, conjointement avec le boî tier 32, pendant un mouvement d'avance de l'outil 1.
Pour empêcher tout mouvement lon gitudinal du pignon 72 par rapport au boîtier 32, une bague 78 est fixée au boîtier à l'aide de vis 80 et présente un rebord de butée annu laire 82 qui s'étend vers l'intérieur et s'engage dans une gorge annulaire 84 du pignon 72.
L'arbre 68 tourillonne dans des coussinets 86 et 88 montés dans le boîtier 32. Le coussi net 88 présente une bride de butée annulaire 90 destinée à prendre appui sur un épaulement 92 de l'arbre 68 pour empêcher le mouve ment longitudinal de cet arbre dans un sens. Le mouvement de l'arbre 68 dans le sens op posé est empêché par une rondelle 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 à l'arbre 34 est empêchée par une clavette 98 et un écrou 100 (voir fig. 10 et 13), et que l'outil de grattage 1 est lui-même fixé rigidement à l'arbre porte- outil 46 par une clavette 102 et un écrou 104. L'outil 1 est entraîné de manière qu'il tourne avec la pièce à finir 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 générale à la ligne dé crite par les points de contact entre le flanc avançant de chacune des dents 2 dudit outil et le pignon à finir 36. Cette disposition des arê tes de grattage assure une bonne coupe de fi nissage et permet d'effectuer le grattage d'une façon précise, à une vitesse relativement éle vée. De plus, cette disposition des arêtes de coupe permet de disposer l'arbre 34 et l'arbre 46 suivant un angle d'obliquité relativement grand, ce qui augmente le glissement entre l'ou til et la pièce à finir.
De préférence, l'angle que font entre eux les axes de l'outil et de la pièce est compris entre 15,1 et 6011, afin d'obte nir les vitesses de grattage désirées.
Ainsi qu'il a été spécifié précédemment, le pignon à finir et l'outil 1 sont tous deux entraî nés positivement et en synchronisme. Le dé grossissage de l'ébauche du pignon destiné à être fini par une opération de grattage est cou ramment obtenu par une opération de défon çage à la fraise. Cette opération consiste à fraiser grossièrement la denture de l'ébauche de roue dentée de façon que les dents aient des dimensions suffisamment en excès pour permettre l'opération de finissage ultérieur. Les inexactitudes ou erreurs répétées de cet ébau- chage, telles que les erreurs d'alignement héli coïdal des dents de la fraise, peuvent occasion ner des inexactitudes correspondantes dans les dents de l'ébauche.
Il est très important que ces inexactitudes aient été éliminées dans la roue ou pignon terminé. A cette fin, la sup pression du jeu existant dans le mécanisme d'entraînement de la pièce à finir et de l'outil est importante. En employant l'accouplement sans jeu entre le support rotatif de la roue à finir et l'organe d'entraînement relié à la com mande motrice, tel que l'arbre 34, et en ac- couplant cet arbre d'entraînement 34 avec l'outil de grattage 1 par l'intermédiaire de la transmission variable à engrenages décrits, les dents 2 et les arêtes de coupe 4 de l'outil -vien nent en prise avec les flancs complémentaires des dents de la pièce à finir 36 de manière à engendrer les contours de dent lisses et pré cis désirés.
En d'autres termes, l'accouplement direct de la roue dentée à finir avec la com mande motrice, conjointement 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 complètement le jeu qui pourrait autrement exister. Dans les procédés de grattage appliqués jusqu'à ce jour, lorsqu'un outil de grattage était en traîné de manière à travailler sur un pignon à finir tournant librement, les jeux occasion naient des erreurs. En supprimant les jeux de la manière qui vient d'être décrite, les er reurs qui peuvent avoir été introduites dans les dents au cours de l'opération d'ébauchage ou de façonnage préalable, sont corrigées au cours de l'opération de finissage.
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 ré glage angulaire de l'outil 1 est assuré par le mécanisme représenté à la fig. 10. L'arbre 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 cous sinets. Une vis de réglage 116 se visse dans un organe en forme d'écrou 118 monté sur le boîtier 32, et l'extrémité intérieure de l'ar bre 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 compres sion 121 logé à l'intérieur d'une pièce en forme de cuvette 123 fixée au boîtier. De pré férence, le ressort 121 agit sur l'arbre 62 par l'intermédiaire d'une butée à billes 125. I1 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 pignons hélicoïdaux 56, 60, 64 et 66 tournent d'un petit angle.
On peut modifier l'amplitude du mouvement angulaire communiqué à l'outil sous l'influence d'un déplacement axial donné de l'arbre 62, en faisant usage de pignons de différents angles d'hélice. Dans la construction décrite, l'angle d'hélice du pignon 56 est d'en viron 150, alors que l'angle d'hélice du pignon 66 est d'environ 250. En coordonnant les an gles d'hélice des pignons 56 et 66 et le pas du filet de la vis de réglage 116, on peut obte nir des réglages fins et précis de la profondeur de coupe.
Le finissage des roues dentées à l'aide de la machine décrite ci-dessus s'effectue de la manière suivante. On fixe la pièce à finir 36 et l'outil 1. à leurs arbres respectifs et on rè gle la position de l'outil à l'aide de la vis à tête moletée 116 de manière à obtenir la pro fondeur de coupe désirée. On met alors en marche la poupée motrice 12 de façon que l'outil et la pièce soient entrainés de la ma nière précédemment décrite. A l'aide du vo lant à main 30, on fait alors avancer suivant l'axe de l'arbre 34 le boîtier 32 qui porte l'ou til de grattage.
Pendant le mouvement de l'ou til 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 suite de l'opération initiale de dégrossis sage.
La forme particulière des arêtes de coupe 4 de l'outil 1 et la relation angulaire relative ment grande entre les axes de l'outil et du pi gnon 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 côté de la denture du pignon à finir. Pour finir les flancs opposés sur l'autre côté du pi gnon, on enlève la pièce et on répète l'opéra tion décrite ci-dessus. De cette façon, le finis sage d'un des flancs des dents est effectué in dépendamment du finissage de l'autre flanc.
Les fig. 14 et 15 représentent une machine, désignée dans son ensemble par 120, et qui est réglable pour permettre le finissage de roues dentées ou pièces à finir de diverses di mensions, cette machine permettant de finir par grattage les deux côtés ou flancs de la roue à finir sans qu'il soit nécessaire d'enlever cette roue .pour inverser sa position par rap port au mandrin qui la supporte. La machine 120 comprend un boîtier 122 dans lequel sont montés un moteur 1Z4 et un variateur de vi tesse 126 pour commander la pièce et l'outil. L'arbre moteur 128 est relié à l'arbre d'en trée 130 du variateur de vitesse à l'aide de poulies 132 et 134 et de deux courroies tra pézoïdales 136.
L'arbre de sortie 138 du varia teur est tourillonné dans le boîtier, comme in diqué en 140, et porte un pignon 142 qui en grène avec une roue dentée 144 clavetée sur un arbre de commande principal 146. L'arbre 146 joue le même rôle que l'arbre 34 précé demment décrit pour la machine 10, une des extrémités dudit arbre étant tourillonnée et pouvant coulisser dans le boîtier 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 à usiner, telle qu'une roue dentée à finir 158. Un manchon d'accouplement 160 assure un accouplement positivement et sans jeu de l'arbre 146 et du mandrin porte-ouvrage 154. Le chariot 152 coulisse le long de glissières 162 du boîtier 122. 164 désigne une vis-mère montée de fa çon à tourner sur le boîtier 122 et se vissant dans un dispositif à écrou 166 qui est fixé sur la face inférieure du chariot et sert à impri mer un mouvement d'avance audit chariot et, par suite, un mouvement de translation axial à la pièce à finir 158.
De préférence, la vis- mère est entraînée à partir du variateur de vi tesse 126 par l'intermédiaire de pignons 168 et 170 montés sur l'arbre de sortie 138 dudit va riateur et sur la vis-mère 164, respectivement. Pour régler initialement le chariot 152 avant la mise en marche du moteur, on manoeuvre un volant à main 172 fixé à l'extrémité exté rieure de la vis-mère 164. La machine 120 à finir les roues dentées par grattage comprend un outil de grattage composé de deux éléments 176 et 178 clavetés sur un arbre de montage 180 et maintenus à un certain écartement l'un de l'autre par une pièce 182.
Ces éléments sont identiques à l'ou til 1 précédemment décrit et ils ont été repré sentés plus en détail à la fig. 6. Lorsque l'ar bre de montage 180 tourne dans un sens, les arêtes de coupe de l'élément 176 finissent les flancs d'un des côtés de la denture de la pièce à finir 158 et, lorsque ledit arbre tourne en sens inverse, lés arêtes de coupe de l'élément 178 finissent les flancs du côté opposé de la pièce. Comme les éléments 176 et 178 sont espacés axialement 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 ser vice.
Par conséquent, pour effectuer la mise en position des deux éléments de manière à les faire entrer en prise alternativement avec l'ou vrage, il est nécessaire de déplacer l'arbre 180 axialement. Les détails des éléments 176 et 178 seront décrits plus complètement par la suite.
L'arbre 180 est monté rigidement dans un arbre d'entraînement creux 184 qui tourillonne dans un chariot<B>186.</B> 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 an nulaires 194 et 196 fixées sur l'arbre. En pi votant, le levier 188 fait mouvoir l'arbre 184 suivant son axe, ce qui effectue la mise en po sition soit de l'élément 176, soit de l'élément 178,à volonté, par rapport à la roue dentée à finir 158.
Le levier 188 est actionné par des cylindres pneumatiques 198 et 200 montés de part et d'autre dudit levier, les côtés opposés de ce dernier étant en contact avec les extré mités de deux pistons 202 et 204 coulissant respectivement dans les cylindres 198 et 200. Lorsque les cylindres pneumatiques 198 et 200 sont commandés, le levier 188 pivote pour ef fectuer la mise en position de l'un ou l'autre des éléments de grattage 176, 178.
Pour régler la distance entre l'axe du man drin 154 de la roue à finir et l'axe de l'arbre de montage 180 de l'outil de grattage, de ma nière à permettre le finissage de pièces de di vers diamètres et dentures, le chariot 186 est monté de façon coulissante sur une glissière à queue d'aronde 206. La position du chariot 186 peut être réglée à l'aide d'un dispositif comprenant une vis 208 et un écrou 210 porté par le chariot.
A la fig. 14, les éléments<B>176,</B> 178 de l'outil sont placés derrière la pièce à finir. Bien entendu, l'outil de grattage pourrait aussi être placé devant la pièce, comme représenté sché matiquement à la fig. 17. En fait, le choix de l'une ou l'autre des deux positions est permis par le réglage du chariot 186 sur la glissière en queue d'aronde 206. Grâce à cette mise en position des éléments de l'outil à volonté d'un côté ou de l'autre de la pièce, il devient possi ble de choisir les angles d'hélice desdits élé ments qui conviennent le mieux pour une roue à finir pourvue de dents hélicoïdales.
Ceci a été représenté clairement aux fig. 16 et 17 qui montrent toutes deux une roue dentée héli coïdale avec pas à gauche 158a, de même an gle d'hélice, et illustrent aussi une comparai son de la direction et de la grandeur de l'angle d'hélice des dents de l'outil de grattage lors que l'outil 176a est monté à l'avant de la roue à finir, comme à la fig. 17, et lorsqu'il est monté à l'arrière de cette roue, comme à la fig. 16. Ainsi, pour chacune des roues à finir, il est possible de choisir, pour l'outil de finis sage, entre deux angles d'hélices différents, ce lui qui assure la meilleure action de finissage.
Comme dans la machine 10 précédemment décrite, l'arbre 180 de l'outil de la machine 120 est entraîné par une transmission comprenant un pignon d'angle 212 dans lequel l'arbre 146 coulisse longitudinalement. Dans la construc tion représentée, le pignon d'angle 212 et le coussinet 148 sont d'une seule pièce. Le mou vement axial du pignon d'angle 212 est empê ché, dans un sens, par un épaulement 214 qui s'appuie contre une butée annulaire portée par le boîtier, et le mouvement axial dans le sens opposé est empêché par un épaulement 216 porté par un manchon 218, fixé au coussinet 148 à l'aide de vis (fig. 14).
Un galet 243, fixé de façon détachable au manchon 218, est disposé pour venir en prise avec la surface intérieure de fentes directrices pratiquées à la périphérie d'une came 244 axialement mobile et fixée à l'arbre 146 par une clavette 245 et un écrou 246. Le pignon d'angle 212 entraîne un pignon d'angle 220 pourvu d'une queue 224 tourillonnée dans un coussinet 226 monté dans le boîtier 122. La queue 224 présente une portion de diamètre réduit 228 qui est assem blée par clavette avec une roue dentée 230 retenue par un écrou 232 et une biellette 234.
Une roue dentée folle 236, menée par la roue dentée 230, est montée pour tourner sur l'ex trémité opposée de la biellette 234, à l'aide d'un axe 238 pourvu d'une embase, à l'une de ses extrémités, et d'un écrou 240, à l'extré mité opposée. La roue dentée folle 236 en traîne une roue dentée 242 clavetée sur l'ar bre porte-outil 184. Comme représenté à la fig. 15, la biellette 234 permet à la roue den tée folle 236 d'être déplacée latéralement, lors d'un réglage transversal du chariot porte-outil 186, le long de la glissière à queue d'aronde 206. Un dispositif non représenté, peut être prévu pour agir sur la biellette 234 de ma nière à maintenir la roue dentée folle 236 en prise avec la roue dentée 242.
En se référant de nouveau à la came 244 actionnée par l'arbre 146, il est évident que, si les fentes périphériques de la came sont pa rallèles à l'axe de cette came, cette dernière se comporte simplement à la façon d'un dis positif d'entraînement entre l'arbre 146 et le pignon d'angle 212. Au contraire, si au lieu d'être parallèles à l'axe de la came, les fentes s'étendent hélicoïdalement à la périphérie de cette came, le mouvement longitudinal que re çoit la came au cours du mouvement transver sal du chariot 152 (fig. 14),a pour effet de communiquer une rotation supplémentaire, ou superposée, à l'outil de finissage.
Si les fentes de la came s'étendent hélicoïdalement dans un sens, l'outil de grattage a tendance à tourner à une vitesse légèrement accrue ; et si lesdites fentes s'étendent hélicoïdalement 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 à finir un léger effet de bombage. Ceci est désirable pour certaines applications. De plus, la came 244 peut agir de manière à mo difier légèrement l'angle d'hélice de la denture de la pièce à finir.
Le fonctionnement de la machine 120 qui vient d'être décrite est essentiellement le même que celui de la machine 10 précédemment dé crite. Dans la machine 120, la pièce est dé placée axialement, alors que, dans la ma chine 10, l'outil de grattage se meut en tra vers de la périphérie de la pièce à finir. De plus, la machine 120 permet à la fois la trans lation automatique du chariot 152 et son dé placement manuel, alors que, dans le cas de la machine 10, le déplacement du tramard 22 est commandé manuellement.
De plus, ainsi qu'il a été mentionné précédemment, la ma chine 120 est établie de manière à permettre le montage de deux outils rotatifs de grattage, ce qui évite la nécessité d'inverser la position de la pièce à finir pour terminer le grattage des deux flancs des dents de cette pièce. Dans la machine 120, après qu'un des outils a ter miné les flancs d'un côté des dents de la roue à finir, l'arbre 184 est déplacé axialement pour amener l'autre outil au contact de la pièce, et le moteur 126 est mis en marche dans le sens inverse.
La fig. 4 est une vue semblable à la fig. 2 et illustre la façon dont un élément rapporté en métal dur peut être utilisé pour assurer une longue durée de service de l'outil. Dans les outils de grattage antérieurs, cette caractéris tique de construction n'était pas possible. 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 fig. 1, 2 et 4, ce qui permet à une meule de forme, ou outil de rectification similaire, d'avoir facile ment accès au tranchant. La portion restante de chaque dent constitue une dent d'engrenage en principe conjuguée avec les dents complé mentaires de la roue dentée à finir.
La fig. 7 représente un outil rotatif de fi nissage d'une seule pièce, pourvu de dents de coupe à chacune de ses extrémités. Cet outil a été désigné d'une façon générale par 248. De même que les outils 1 - 176 - 178 précé demment décrits, l'outil 248 comprend une sé rie de dents hélicoïdales 2 qui sont dégagées à leurs extrémités opposées de manière à cons tituer des arêtes de coupe 4.
En faisant tourner l'outil dans un sens, on peut utiliser les tran chants 4 d'une des extrémités des dents 2 pour gratter les flancs situés d'un côté de la denture de la roue à finir. En déplaçant axialement soit l'outil, soit la roue à finir, on peut amener les dents de coupe 2 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 in verse.
Une dépouille latérale positive peut être obtenue pour les dents 2 en donnant à ces dents un angle d'hélice qui diffère de celui de l'outil théorique, la différence entre ces deux angles d'hélice étant égale à la valeur positive de la dépouille latérale désirée. Ceci est illus tré à la fig. 5, dans laquelle l'outil est montré en élévation par son contour.
Si l'angle d'hélice de l'outil théorique est g, l'angle de dépouille latérale est & et l'angle d'hélice de l'outil mo- diefié est g1. Ceci peut être exprimé par la for mule suivante
EMI0008.0018
Ce léger écart de l'angle d'hélice rend le tran chant 4 plus mordant, tandis que la surface d'affûtage 3 conserve sensiblement la même forme, c'est-à-dire celle de la surface d'un hy- perboloïde ou d'une surface s'en rapprochant de très près.
Le procédé décrit facilite le finissage des dents d'engrenage avec un profil bombé et un angle d'hélice intentionnellement donnés. Dans les procédés de grattage antérieurs, la forme bombée des dents est obtenue en modifiant le profil de l'outil de finissage. Dans le procédé décrit, le profil et la forme longitudinale peu vent être obtenus très aisément en donnant une forme différente aux surfaces 3.
Le cer- cle 6a en traits discontinus à la fig. 3 in- dique une modification exagérée apportée à la forme des surfaces 3. Au lieu d'une forme hy perbolique 6, on peut faire usage d'une forme circulaire 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 à finir, les dents de cette roue re cevant de ce fait une forme bombée.
De même, par l'application de la dépouille latérale indi quée à la fig. 5, et en faisant varier la profon deur de coupe d'une des extrémités de la dent de la roue à finir à l'autre, on peut bomber longitudinalement les dents de cette roue. Cette façon de produire des bombés 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 des quels le profil bombé doit être introduit par une modification du profil à développante, au prix d'un fort accroissement du prix de revient. La modification apportée à la courbure des surfaces 3 peut être obtenue par une opéra tion très simple de rectification par meulage.
Le procédé décrit permet le finissage par grattage des flancs de dents (dents d'engrena ges, tenons d'assemblage à développante, etc.) avec une grande exactitude et à une vitesse ac crue. En pressant les tranchants d'un outil ro tatif contre les flancs situés d'un des côtés des dents de la roue à finir supportée de façon ro tative, et en entraînant 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 déplacés axialement l'un par rapport à l'autre, on engendre des flancs unis et pré cis de contours prédéterminés.
Les flancs de l'autre côté de la denture de la roue à finir peuvent être engendrés similairement soit en inversant la position de la pièce ou celle de l'outil sur le support correspondant, en fai sant 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 au tre avantage important de la machine décrite qui peut également s'appliquer au grattage de roues dentées de dimensions et formes variées et diminue les dépenses qu'entrainent la cons truction et l'entretien de l'outil de grattage.