Procédé de fabrication d'un outil pour le finissage de roues dentées La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un outil pour le finissage de roues dentées.
Le procédé faisant l'objet de la présente inven tion est caractérisé en ce qu'on forme un modèle plastique d'une roue dentée, on forme un modèle d'une roue dentée conjuguée présentant des parties dentées constituées d'une matière plastique dure élastique dans laquelle des particules abrasives sont noyées, on roule ces modèles ensemble en les fai sant engrener pour éliminer la matière du modèle plastique sous l'action des particules abrasives, on forme un moule à partir du modèle plastique, et l'on moule l'outil dans ledit moule, cet outil pré sentant des dents dont au moins les parties super ficielles sont constituées d'une matière plastique élastique dure dans laquelle des particules abrasives sont noyées.
La figure unique du dessin représente, à titre d'exemple, un stade du procédé selon l'invention. Le présent procédé peut être appliqué à la pro duction d'un outil de finissage de roues dentées sous forme d'une roue dentée agencée pour être usinée par engrènement avec une roue dentée con juguée. Cependant, il est particulièrement utile dans la fabrication d'un tel outil agencé pour permettre le finissage d'une roue présentant des dents en couronne.
De telles dents sont définies comme des dents modifiées par rapport à la forme théorique, par élimination de la matière à proximité des extré mités et, dans certains cas, à proximité des sommets et des fonds des dents, pour empêcher un contact d'extrémité et produire une série de roues dentées qui fonctionnent très silencieusement et qui sont aptes à transmettre de fortes charges sans ruptures. Le procédé selon la présente invention est particu lièrement utile dans le finissage de roues ou de pignons du type conique, conique hélicoïdal, ou hypoïde.
Les roues de ces divers types sont extrêmement sensibles et il est encore d'usage de sélectionner des séries par des essais comparatifs. Quand les roues et les pignons de ces divers types sont finis par les outils obtenus par le présent procédé, les roues et les pignons obtenus sont interchangeables, au moins dans une plus grande proportion que ce n'était le cas jusqu'ici.
Le procédé prévoit la formation d'une roue ou d'un pignon principal. Un outil pour finir une roue est en général sous forme de pignon, et un outil pour finir un pignon est en général sous forme d'une roue. Dans la description qui va suivre, on envisage la formation d'un outil pour le finissage d'un pignon. Le premier stade consiste à former un modèle plas tique de la roue dentée. On réalise ce modèle en formant un moule plastique de la roue principale, en traitant la surface du moule avec une matière facilitant le retrait de la pièce moulée, par exemple une cire, et en moulant dans ce moule un modèle plastique de la roue.
Le modèle plastique de la roue peut être entiè rement formé d'une matière plastique, ou il peut présenter un noyau d'une autre matière, par exem ple un métal. Il faut qu'il y ait suffisamment de matière plastique au niveau des surfaces des dents pour permettre une élimination notable de matière à partir de ces dents, comme on le décrira plus loin.
Par un procédé semblable, on forme un modèle du pignon, dont au moins les parties superficielles des dents sont faites d'une matière plastique dure présentant des particules abrasives, noyées ferme ment et de manière permanente dans ladite matière. Cet outil abrasif plastique est obtenu en formant un moule du pignon principal et en utilisant ce moule pour mouler l'outil abrasif plastique.
Ensuite, on fait engrener le modèle -plastique de la roue et le modèle du pignon, et on les met en rotation. Cela se fait de préférence en entraînant l'une des pièces, par exemple le pignon plastique, l'autre pièce étant entraînée seulement par engrène ment avec la pièce motrice. De préférence, la rota tion est effectuée d'abord dans un sens, puis dans le sens inverse, pour assurer une action uniforme sur les côtés opposés des dents. L'opération est aussi effectuée de préférence en créant une résistance à la rotation de la pièce entraînée, par exemple à l'aide d'un frein.
Le frottement entre les dents de la roue et du pignon produit l'élimination de la matière à partir des dents du modèle plastique de la roue, par action des particules abrasives. On continue l'opération jusqu'à ce que les dents de la roue plastique soient usinées suffisamment pour engrener pratiquement parfaitement avec les dents du pignon.
Il est d'usage de produire des roues ou des pignons du type conique, conique hélicoïdal ou hypoïde par une opération d'usinage qui produit des dents en couronne. Si le pignon principal, dont l'outil abrasif plastique est un double, présente des dents en couronne, il est évident que le contact initial entre les dents du pignon plastique et de la roue plastique sera limité initialement à une zone centrale des dents et que le contact d'extrémité sera évité par suite de la forme en couronne de ces dents.
Toutefois, quand la roue plastique et l'outil abrasif plastique sont en engrènement et tournent ensemble, la matière est éliminée des dents de la roue plastique et les dents de cette pièce deviennent concaves longitudinalement et viennent en contact avec les dents du pignon abrasif d'une extrémité à l'autre des dents. Ce stade du procédé est repré senté au dessin.
-Après que les deux pièces ont tourné en engrè nement l'une avec l'autre, de préférence dans les deux sens et sous l'action d'un frein, jusqu'à ce que les dents du modèle plastique de la roue soient deve nues suffisamment concaves longitudinalement pour être conformes aux dents du pignon abrasif et venir en contact avec ces dents d'une extrémité à l'autre, le modèle plastique modifié est utilisé comme patron pour former un moule. Cela peut se faire en for mant une matière plastique autour du modèle plas tique modifié de la roue, en laissant durcir cette matière et en la séparant de la roue.
Ensuite, le moule est utilisé pour mouler un outil de finissage de roues dentées dont au moins les parties superfi cielles sont formées d'une matière plastique élasti que dure présentant des particules abrasives noyées dans la masse. Cet outil est un double du modèle plastique modifié de la roue et, en conséquence, ses dents sont longitudinalement concaves, d'une quantité suf fisante pour engager approximativement uniformé ment, d'une extrémité à l'autre, les dents en cou ronne d'un pignon métallique et, par là, assurer le finissage des dents du pignon métallique d'une extrémité à l'autre.
L'outil final peut être formé dans sa totalité d'une matière plastique élastique dure, mais ordi nairement il comprend un noyau métallique sous forme d'un disque et seules les dents sont formées par la matière plastique. Dans certains cas, le disque métallique peut présenter de courtes dents qui s'étendent partiellement dans les dents de plastique: de l'outil terminé.
II est essentiel qu'au moins les dents de l'outil soient en matière plastique élastique dure. La dureté de la matière doit être suffisante pour opposer une résistance notable à la déformation, de manière que des points surélevés et des irrégularités sur les dents des pignons métalliques à usiner subissent une forte action de finissage. En même temps, la matière doit être suffisamment souple pour empêcher la désagré gation ou la rupture des particules de matière quand elles sont soumises à des charges ou à des com pressions locales sévères, comme cela se produit quand des irrégularités superficielles d'un pignon principal se déplacent sur la surface des dents de l'outil.
Enfin, la matière plastique doit avoir une élasticité qui permet à toute partie superficielle dé placée de reprendre sa position initiale quand l'effort cesse, de manière à produire finalement une surface exactement usinée sur le pignon métallique.
La dimension des particules abrasives peut varier selon la matière constituant le pignon métallique., que l'opération soit destinée à éliminer une quantité notable de matière ou simplement à éliminer les imperfections de surface et autres défauts.
D'excellents résultats ont été obtenus en utilisant comme matière plastique dans l'outil une résine époxy coulée ayant les propriétés physiques suivan tes, contraction au moulage 0,007 mm/cm ; poids spécifique 1,765 g/cm;5 ; résistance à la traction 560 kg/cm2 ; résistance à la compression 1330 kg/ cm'-'<B>;</B> résistance à la flexion 700 kg/cm2 ; dureté Rockwell M100; résistance à la chaleur 93,5e C résistance au choc (Izod) 0,07 m.kg.
I1 est évident que les propriétés ci-dessus se rap portent à la résine époxy coulée ayant une résis tance à l'abrasion résultant du remplissage abrasif. En plus de l'addition de particules abrasives comme indiqué plus haut, l'addition d'une matière de ren forcement, par exemple des fibres de verre ou d'amiante, peut faire varier les propriétés physiques.
On a obtenu d'excellents résultats en utilisant un abrasif d'une dimension de 24 mailles/cm, par exemple du carbure de silicium.
Les moules initiaux des roues principales à par tir desquels les modèles plastiques sont d'abord ob- tenus, les modèles plastiques eux-mêmes, dont l'un contient les particules abrasives, et le moule obtenu à partir du modèle plastique modifié de la roue et qui est utilisé pour produire l'outil final, peuvent être tous faits à partir d'une même résine époxy ou de résines époxy similaires. Cependant, il est préfé rable d'utiliser une matière présentant une résistance à la chaleur quelque peu plus élevée pour confec tionner les moules, puisque cela permet l'applica tion de chaleur à la résine époxy lors de la coulée ou du moulage des pièces plastiques.
En consé quence, les moules peuvent être faits avantageuse ment à partir de résines phénoliques, comme les composés phénol-formaldéhyde et phénol-furfural, présentant une résistance à la chaleur relativement élevée. Pour la même raison, on peut utiliser aussi pour les moules le polychloro-trifluoro-éthylène. D'une manière générale, le procédé selon l'in vention permet de fabriquer un outil de finissage de roues dentées qui vient en prise avec une roue mo difiée à partir d'une forme théorique.
Cela se fait en préparant un double abrasif de la roue modifiée, en l'usinant par engrènement avec un modèle plasti que pour que ce dernier se conforme au modèle abrasif plastique et, finalement, en utilisant un mo dèle plastique ainsi altéré par son engagement avec le modèle abrasif plastique comme modèle pour produire un moule qui est utilisé à son tour pour produire les outils de finissage abrasifs identiques au modèle plastique altéré.
Bien qu'on ait décrit la fabrication de l'outil à partir d'un modèle plastique affilé à la forme requise par un outil aiguisé qui est un double d'une roue principale ou d'un pignon principal qui doit être reproduit dans les roues dentées, le modèle plastique, avant l'affilage, étant un double d'une seconde roue principale ou d'un second pignon principal conjugué au premier, on a observé que le modèle plastique, avant l'affilage, n'a pas besoin d'être un double de la seconde roue ou du second pignon, mais au con traire qu'il peut présenter des dimensions augmen tées relativement à cette seconde roue ou à ce second pignon pour laisser de la matière en excès qui sera éliminée.
Il faut noter que, lorsqu'on utilise une résine modèle d'une roue dentée conjuguée présentant des parties dentées constituées d'une matière plastique élastique dure dans laquelle des particules abrasives sont noyées, on roule ces modèles ensemble en les faisant engrener pour éliminer la matière du modèle plastique sous l'action des particules abrasives, on forme un moule à partir du modèle plastique, et l'on moule l'outil dans ledit moule, cet outil présen tant des dents dont au moins les parties superficiel les sont constituées d'une matière plastique élastique dure dans laquelle des particules abrasives sont noyées.
époxy comme matière plastique, il est possible d'ob tenir des reproductions de roues et/ou de modèles plastiques de celles-ci qui sont extrêmement précises. Il faut remarquer aussi que l'emploi d'une matière plastique élastique dure comme milieu de support des particules abrasives permet le finissage d'un nombre étonnamment grand de roues en acier avec un seul outil de finissage.