Machine pour le laminage à froid des, filets de vis L'invention a pour objet une machine pour le laminage à froid des filets de vis, comportant deux molettes filetées montées sur deux arbres parallèles tournant dans le même sens et entre lesquelles les ébauches sont laminées, les deux molettes tournant à des vitesses tangentielles différentes, caractérisée en ce que l'une au moins des molettes est montée sur son arbre de façon à pouvoir exécuter, par rap port à un plan perpendiculaire à celui-ci, de légers mouvements d'oscillation angulaire et est associée à des moyens de rappel élastique dans une positron moyenne.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation de la machine qui fait l'ob jet de l'invention et une variante de celle-ci La fig. 1 représente schématiquement le fonc tionnement de la machine; la fig. 2 est une vue de côté d'un détail de cons truction ; les fig. 3 et 4 sont des schémas explicatifs ; la fig. 5 est une vue de côté d'un dispositif d'ali mentation de la machine; la fig. 6 est une vue en plan correspondante, et les fig. 7 et 8 sont des coupes axiales montrant deux variantes dans le montage des molettes sur leur arbre.
Dans la machine représentée schématiquement à la fig. 1, deux molettes A et B, filetées extérieure ment selon le filetage à produire sur les ébauches, tournent autour de leurs arbres parallèles d'axes 0 et 0' dans le même sens à des vitesses tangentielles V et v différentes, la vitesse tangentielle V de la mo lette A étant supérieure à la vitesse tangentielle v de la molette B, de façon à produire une translation des ébauches R, Rl, R2, etc. pendant l'opération de roulage. L'arbre de l'une des molettes est mobile dans le plan XY, de façon à pouvoir régler l'entre-axe 0 0' suivant le filetage à réaliser.
Un dispositif d'alimentation continue, complè tement indépendant du mouvement des molettes, présente successivement les ébauches R, Ri, R2, etc. entre les molettes, les axes longitudinaux de ces ébauches étant parallèles aux arbres des molettes à l'approche de la zone de travail.
Pour produire un filetage correct sur l'ébauche, les filets des molettes doivent toujours être en con cordance à un instant donné, correspondant à une position déterminée de l'ébauche par rapport aux deux molettes, c'est-à-dire que les filets imprimés dans l'ébauche par les deux molettes doivent se trouver sur une même hélice. Pour faciliter la des cription, on désignera cette concordance en disant que les molettes sont en phase .
La fig. 2 montre que lorsqu'une ébauche R en fin de filetage se trou ve sur la ligne médiane XY passant par les centres 0 et 0' des molettes, les lignes de contact homolo gues de la molette A et de la molette B avec l'ébau che R sont décalées d'un demi-pas d'hélice, chaque crête de filet de la molette A se trouvant en face d'un fond de filet de la molette B et inversement. Avant la fin du filetage, c'est-à-dire pour des posi tions de l'ébauche en deçà de l'axe XY, la concor dance des filets des filetages des deux molettes ne correspond plus à un écart angulaire de 1800 sur l'ébauche.
Ainsi, les points de contact de l'ébauche Rl, par exemple, avec les molettes, ne sont plus décalées d'un demi-pas. Il est évident, toutefois, qu'une certaine relation entre crêtes et fonds de filets doit exister à tout instant entre les molettes pour obtenir le filetage correct de l'ébauche, c'est- à-dire que les empreintes homologues produites sur l'ébauche doivent se trouver situées sur une même hélice.
Lorsqu'une ébauche, guidée par le dispositif d'ali mentation, se présente sans poussée positive, et sous l'action d'une force faible, de l'ordre de son propre poids, dans la zone de travail entre les deux molet tes, parallèlement aux arbres supportant ces derniè res et au contact des molettes, deux cas peuvent se présenter: 1. Ou bien les molettes sont en phase . Dans ce cas, qui est l'effet d'un hasard fortuit, l'ébauche se met à tourner dans le sens de la flèche ; elle est entraînée entre les molettes à une vitesse de translation
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Elle est filetée lors de son pas sage entre les molettes et rejetée ensuite au-delà de XY.
2. Ou bien les molettes ne sont pas en phase . Ce cas est le plus fréquent. La molette A tend à entraîner l'ébauche dans la zone de travail en la fai sant tourner sur elle-même et en exerçant sur elle une pression importante. La molette B tend par contre à rejeter l'ébauche en dehors de cette zone. L'ébauche, sous l'action de la faible force de poussée dont il a été parlé ci-dessus, qui s'ajoute à la force tangen tielle produite par la rotation de la molette A, reste en contact avec les molettes.
La molette A imprime sur l'ébauche de légères amorces de filets (fig. 3) et la surface cylindrique opposée de l'ébauche glisse sur la molette B, du fait que la pression plus réduite, jusqu'à ce que les deux molettes viennent en phase. A ce moment, les creux des amorces de filets coïn cident avec les sommets de filets de la molette B (fig. 4), et l'ébauche est entrainée dans la zone de travail comme ci-dessus, filetée et évacuée.
Ainsi, on constate ce fait surprenant que l'ali mentation des ébauches peut être continue et com plètement indépendante du fonctionnement des mo lettes et que l'entrée correcte des ébauches dans la zone de travail s'établit d'elle-même.
A l'entrée des ébauches dans la zone de travail, le contact molettes-ébauche a lieu sur les circonfé rences extérieures des molettes et la circonférence extérieure des ébauches. Par contre, lorsque l'axe d'une ébauche se trouve sur la ligne XY (fig. 1) le contact molettes-ébauche a lieu suivant les circon férences primitives des molettes et la circonférence primitive de l'ébauche filetée.
Dans la machine représentée, les molettes sont montées sur leurs arbres de façon à leur permettre un mouvement d'oscillation angulaire d'amplitude minime par rapport à un plan perpendiculaire à ces arbres, un moyen de rappel élastique ramenant les molettes perpendiculairement à ces arbres lorsque aucune contrainte ne leur est appliquée.
L'expérience montre que, moyennant une cons truction extrêmement simple, on obtient un fonc tionnement parfait et un débit considérable.
Il est facile de calculer le débit d'une machine établie suivant les principes ci-dessus. Soit: fA et fB les nombres respectifs de filets des molettes A et B ; WA et WR les vitesses angulaires respectives des molettes A et B, imprimant respectivement à ces dernières des vitesses tangentielles V et v.
Supposons que les molettes soient en phase à l'instant t, (concordance entre les filetages des deux molettes aux points de contact de ces der nières avec l'ébauche), au moment où l'ébauche prend contact avec les molettes. Les nombres de filets respectifs des deux molettes défilant en un même intervalle de temps en ces points de contact sont différents, puisque les vitesses tangentielles V et v des deux molettes sont différentes. La concor dance ne se rétablira pour la première fois qu'à l'ins tant fi, après un intervalle de temps t, tel que -(fA#WA-fI:#We)t- <B>1</B> d'où
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La concordance se rétablira à -intervalles de temps t égaux à cette valeur.
La fréquence de re production des concordances sera égale à t , soit f A . WA - f A . WE . Cette valeur représente aussi le débit théorique de la machine.
Ce débit théorique est un maximum qui ne peut pas être atteint pour des pièces, telles que des vis par exemple, comportant une tête ou une portée de diamètre important par rapport à celui du filetage. Dans ce cas, en effet, une ébauche ne peut entrer dans la zone de travail que toutes les 2 ou n con cordances de filetage des deux molettes, suivant le diamètre de la tête ou de la portée. Dans ce cas; bien entendu, le débit de la machine se trouve di visé par 2 ou n.
On a constaté expérimentalement que le débit de la machine atteint sans difficulté 1500 pièces à la minute ou davantage dans le cas de vis à tête.
A titre d'exemple, la fig. 5 montre en coupe et la fig. 6 en plan une machine destinée au roulage de vis à tête. Le dispositif d'alimentation comprend une glissière terminée à proximité de la zone de tra vail par deux lames parallèles 9, inclinées de 301, environ par rapport au plan horizontal et qui reçoi vent les ébauches de vis, Rl, R, Rs, R,I qui sont suspendues par la tête et tendent par simple gra vité à descendre et à se présenter successivement au contact des molettes A et B.
Les molettes A et B sont fixées sur leurs arbres respectifs 3 et 4 (fig. 6) par un dispositif élastique dont la description sera donnée ci-après. Les arbres 3 et 4 sont parallèles et inclinés par rapport à la verticale d'un angle de 300 environ. L'écartement des arbres, le filetage des molettes et le diamètre des ébauches sont réglés ou établis suivant le filetage à réaliser sur les ébauches. Les arbres sont entraînés en rotation par une source de puissance quelconque.
A l'entrée de la zone de travail, la tête des ébau ches est pressée contre la partie supérieure des lames 9 par un ressort 10, de façon que chaque ébauche se présente au contact des molettes parallèlement aux arbres 3 et 4. Les vis correctement filetées tom bent selon la flèche T à la sortie de la zone de tra vail et sont récupérées, aux fins de nettoyage, ou d'empaquetage.
Lorsque des: ébauches sont mal filetées pour des causes diverses, leur rotation sur elle-même s'accom pagne d'une translation axiale de sorte que ces rares ébauches sont éjectées automatiquement vers le haut et peuvent être recueillies dans une glissière 35 d'où elles peuvent être récupérées à part. La séparation des pièces de rebut est ainsi automatique.
L'ensemble est complété par des brosses 11 qui nettoient constamment les molettes par simple frot tement et par des ajutages (non représentés) proje tant sur les molettes des jets d'huile destinés à la lubrification et au refroidissement.
Deux exemples de montage des molettes sur leurs arbres sont montrés aux fig. 7 et 8. Chaque figure ne montre qu'une molette ; d'ailleurs, dans certains cas, la machine peut n'être équipée que d'une molette oscillante, l'autre pouvant être rigide sur son arbre.
La molette A ou B (fig. 7) reçoit sur ses faces opposées deux demi-rotules mâles 40 et 41 centrées sur la molette et entraînées par celle-ci à l'aide de doigts ou goujons 42. Ces, demi-rotules mâles sont prises dans des demi-rotules femelles 43 et 44. La première, 43, est maintenue dans une creusure de l'épaulement 5 de l'arbre porte-molette 3 par des vis 45 et l'autre, 44, dans la creusure d'un écrou 46 par des vis 47. La molette est elle-même entraînée par des goujons 39.
Des. jeux j1 <I>- j2 - j3 -</I> j4 <I>_</I> j5 sont ménagés aux endroits figurés au dessin pour per mettre à la rotule mâle 40-41 solidaire de la mo lette d'osciller légèrement à l'intérieur de la rotule femelle 43-44 solidaire de l'arbre 3. Des rondelles de caoutchouc 47 et 48 interposées entre la molette et les parties solidaires de l'arbre rappellent élasti- quement la molette dans sa position moyenne. Un contre-écrou 48 bloqué par une vis 48d empêche l'écrou 46 de se desserrer.
La fig. 8 montre une variante de la fig. 4 ; dans cet exemple, la molette est ajustée sur une pièce 50 et liée à cette dernière par des vis 504. L'ensemble de la molette et de la pièce 50 est entraîné par l'ar bre 3 au moyen de goujons 57. L'alésage intérieur de la pièce 50 reçoit la bague extérieure 49 d'un roulement à rouleaux 56. La bague intérieure 52 de ce roulement est ajustée sur un manchon 54, fixé par une clavette 55 sur l'arbre 3. Deux écrous 51 et 53 bloquent respectivement les bagues 50 et 52. Un flasque 46 coiffe l'ensemble et est serré par un écrou 48. Des jeux convenables sont ménagés pour per mettre l'oscillation de la molette par rapport à un plan perpendiculaire à l'arbre 3.
Des rondelles de caoutchouc 47 et 48 rappellent la molette parallèle ment à un plan perpendiculaire à l'arbre 3.
D'autres dispositifs peuvent être conçus pour permettre l'oscillation angulaire des molettes. La machine décrite réduit le coût de l'opération de laminage par rapport aux machines connues, tout en assurant une excellente qualité d'usinage. Le coût de l'outillage est lui-même réduit en raison des pos sibilités de création et de retaillages successifs des molettes, le fonctionnement correct de la machine n'étant pas lié à la précision du diamètre des mo lettes.
La machine suivant l'invention peut être utilisée pour le filetage suivant tous profils, de toutes pièces de révolution avec ou sans tête, telles que vis à mé taux, vis à bois, vis auto-taraudeuse, tirefonds, vis sans fin, etc., le tout à filetage simple ou à plusieurs filets.