Outil de coupe d'une machine à tailler les engrenages La présente invention concerne un outil de coupe d'une machine à tailler les engrenages et, en particulier, les roues coniques à denture droite et hélicoïdale.
L'outil de coupe selon l'invention est caractérisé, d'une part, par une partie de coupe de forme générale prismatique, dont une surface d'extrémité constituant la surface de coupe, destinée à être réaffûtée selon des tran ches parallèles à cette surface, est limitée par une arête de coupe du fond de l'engrenage et des arêtes de coupe latérales formant un angle dièdre, et par le fait que la surface de coupe est creuse, le fond de cette creusure étant situé selon une bissectrice de l'angle entre les arêtes de coupe latérales, et d'autre part, par une partie de sup port d'une seule pièce avec la partie de coupe pour fixer l'outil sur un porte-outil de la machine,
les parties de coupe et de support étant décalées l'une par rapport à l'autre de façon que les affûtages répétés de la surface de coupe laissent la partie de support sensiblement intacte.
Deux formes spéciales d'exécution sont décrites ci-après, en se référant au dessin annexé, dans lequel les fig. 1 et 2 sont des vues en perspective de l'outil à tailler les engrenages de la première forme d'exécu tion respectivement dans son état original et après qu'il a été affûté à plusieurs reprises ; la fig. 3 est une coupe de l'outil à peu près par la ligne 3-3 de la fig. 1 ; les fig. 4, 5 et 6 sont respectivement des vues en bout, latérale et en plan d'un dispositif de montage suppor tant l'outil à affûter dans une machine à meuler<B>;</B> les fig. 7 et 8 sont respectivement des vues de face et latérale du porte-outil d'une machine à tailler les engrenages sur laquelle l'outil est monté ; la fig. 9 est une coupe par la ligne 9-9 de la fig. 8 ;
les fig. 10 et 11 sont respectivement des vues laté rale et de face d'un outil à affûtage modifié ; la fig. 12 est une vue en perspective semblable à la fig. 1, de la deuxième forme de réalisation de l'outil de coupe ; les fig. 13 et 14 sont respectivement des vues de face et latérale semblables aux fig. 7 et 8, d'un support pour l'outil de la fig. 12 ; et la fig. 15 est une coupe par la ligne 15-15 des fig. 13 et 14.
L'outil à tailler les engrenages des fig. 1 et 2 pré sente une partie coupante 10 dont la face d'affûtage constitue la face de coupe et présente des arêtes de coupe latérales inclinées en sens inverse, 12 et 13, pour tailler les flancs des creux de dents d'une roue dentée, et une arête de coupe d'extrémité 14 pour tailler le fond des creux de dents.
L'outil comprend une partie support aussi désignée par une queue 15, d'une seule pièce avec lui, par laquelle il est fixé sur un porte-outil du coulis- seau d'une machine à tailler les engrenages, de préfé rence comme l'indiquent les fig. 7 à 9, cette queue étant percée d'un trou taraudé 16 pour sa fixation sur le porte- outil. La queue 15 est déportée latéralement par rapport à la partie coupante 10 située sur le côté opposé d'un plan réel ou imaginaire de jonction 18 pour permettre d'affûter la face antérieure 11 au moyen d'une meule 31 (fig. 4 à 6)
ou d'un outil à affûter fonctionnant d'une manière équivalente sans entailler la queue en même temps. La queue reste intacte (fig. 2) après que la partie coupante est devenue beaucoup plus courte à la suite d'affûtages répétés de la face antérieure.
La partie coupante 10 et la partie support 15 peuvent être formées par des éléments séparés, soudés ou rendus solidaires de toute autre manière, en contact dans le plan 18 de la fig. 3, de préférence avant le meulage final de la face supérieure 19, des surfaces de coupe latérales 21 et 33 et de la surface de portée inférieure 23 de la partie coupante. La partie coupante peut, dans ce cas, être avantageusement en acier à outil à coupe rapide, et la partie support peut être en acier un peu plus doux et moins coûteux.
Dans tous les cas, les faces 19 et 21 à 23 sont dans des positions relatives déterminées avec précision par rap port aux surfaces de montage postérieures planes 24 et 25. La surface 24 est parallèle au plan 18 et perpendicu laire à la surface 25 ; les surfaces 19 et 23 sont parallè les ou de préférence inclinées par rapport à la surface 25 d'un angle sensiblement inférieur à un angle droit et égal à 72o dans les formes de réalisation représentées.
Les positions relatives des faces de coupe latérales 21 et 22 sont déterminées de façon que la largeur de la face supérieure 19 soit constante; d'avant à l'arrière de l'outil, et que les arêtes latérales de la face supérieure soient parallèles à la face de montage 24. La face antérieure 30 de la partie support est parallèle à la face de mon tage postérieure 25.
Pour que les deux arêtes latérales de coupe 12 et 13 soient vives, on donne à la face antérieure la forme d'un auget de section en forme de V, formée par deux sur faces 26 et 27 sensiblement planes, inclinées en sens inverse, dont la droite d'intersection 28 forme le fond de l'auget. Cette droite est contenue dans un plan 29 (fig. 3) parallèle à la surface 24 et qui est le plan bissec teur de l'angle compris entre les arêtes de coupe laté rales 12 et 13.
On affûte commodément l'outil sur une rectifieuse classique au moyen d'un dispositif de support de l'outil du genre représenté aux fig. 4 à 6. La rectifieuse com prend une meule 31 montée pour tourner autour d'un axe horizontal 32, et un coulisseau porte-pièce 33 qui peut se déplacer dans un sens et dans l'autre par rap port à la meule, parallèlement au plan de rotation de cette dernière.
L'affûtage au moyen d'une telle machine se distingue complètement de l'affûtage en creux des faces à affûter d'outils effectué jusqu'à ce jour au moyen d'une meule conique de petit diamètre et dont l'angle du cône et la position sont déterminés de façon à faire coïncider les arêtes de coupe latérales de l'outil avec les éléments du cône de la meule. Contrairement au cas d'une meule de' petit diamètre placée de cette manière, le diamètre de la meule 31, bien qu'il soit grand, n'a aucun effet sur le degré d'affûtage des arêtes de coupe 12 et 13.
De même, contrairement aux meules connues, la meule 31, dispo sée de la manière montrée dans le dessin, peut être utilisée pour affûter des outils présentant des largeurs de pointe faibles ou grandes. Aussi, la meule 31 aura moins la tendance de brûler la surface à affûter 11, ceci parce que le contact entre la meule et cette surface se fait théoriquement selon une ligne, contrairement au contact plus intime en travaillant avec l'ancienne méthode. Une rainure de clavette 34 dans le coulisseau s'étend dans cette même direction. La rectifieuse comprend, à la manière classique des dispositifs, non représentés, pour régler la meule 31 dans le sens vertical et dans le sens axial par rapport au coulisseau.
Le dispositif de support de l'outil comprend une con sole 35 fixée sur le coulisseau 33 par des vis, non repré sentées, qui s'engagent dans des évidements 36, et par une clavette 37 montée dans la rainure 34. Le dispositif de montage comprend encore un bloc 38 de montage de l'outil pivoté sur la console par un axe 39 et fixé par une vis 41 qui traverse une fenêtre arquée 42 de la con sole et se visse dans le bloc. Ce dernier présente un évi dement dans lequel s'appuient les faces latérale et posté rieure 24 et 25 de montage de l'outil. Celui-ci est fixé dans cet évidement par une vis 43 qui traverse le bloc et se visse dans le trou 16 de la queue 15 de l'outil.
On règle la position du bloc 38 autour de l'axe 39 avant de serrer la vis 41, au moyen d'un dispositif à vernier 44. Le barillet de ce dispositif est fixé sur un bras 45 qui, pendant qu'on règle le bloc, est maintenu soit dans un évidement 46, soit dans un évidement 47 de la console 35, selon que l'outil doit être affûté à droite ou à gauche. Un goujon 48 fixé sur le bloc est disposé pour servir de butée à la tige 49 du dispositif à vernier 44. En réglant la position du bloc, on peut faire varier l'inclinaison de la droite d'intersection 28 de la face de coupe 11 par rapport à la face de montage postérieure 25 de l'outil.
L'inclinaison choisie est ordinairement telle qu'elle place l'arête de coupe latérale 12 dans une position parallèle à la face de montage postérieure 25. En général, lorsque l'inclinaison des faces de coupe 21 et 22 de l'outil par rapport au plan 29, est la même, l'arête de coupe laté rale 13 est aussi parallèle à la face 25. Mais il n'est pas essentiel qu'il en soit ainsi puisque l'arête 13 ne produit pas une surface de dent finie comme l'arête 12.
La forme de la meule 31 est déterminée de façon à présenter deux surfaces coniques opposées 51 et 52, qui se coupent suivant une circonférence 53, et, après que sa position axiale a été réglée de façon à amener cette circonférence dans le plan voulu 29 pour la droite d'in tersection 28, la face 11 de l'outil s'affûte par le mouve ment relatif dans les deux sens de la meule rotative et du coulisseau 33, et, pendant ce mouvement, la meule est abaissée (fig. 4) pour enlever de la face 11 la quan tité de métal qui est nécessaire pour affûter les arêtes 12, 13 et 14.
On fait arriver de préférence un fluide de refroidissement pendant l'opération d'affûtage et ce fluide, en même temps que le mouvement relatif dans les deux sens, empêche la surface de brûler et permet d'obtenir un fini de surface de la qualité voulue.
Les fig. 7 à 9 représentent un porte-outil servant à monter l'outil sur un coulisseau 55 d'une machine à tailler les engrenages. Le coulisseau présente, sur sa face, une rainure 56 à section en forme de T qui s'étend dans la direction du déplacement du coulisseau (dans le sens vertical sur les fig. 7 et 8), et le porte-outil com prend une clavette 57 de blocage de l'outil engagée dans cette rainure. L'outil est fixé sur le coulisseau par des vis 58 et 59 qui se vissent dans une bande de blocage 61 disposée dans la rainure à section en forme de T.
Les vis 59 servent aussi à fixer sur le coulisseau un guide 62 du bloc de l'outil dont la position peut être réglée sur la clavette 57 dans une direction perpendiculaire à la rainure à section en forme de T, déterminée par une languette 60 de la clavette engagée dans une rainure du guide. Ce réglage est rendu possible par des fenêtres oblongues 63 de passage des vis 59 pratiquées dans le guide.
La face extérieure 64 du guide 62 est inclinée et elle présente une rainure longitudinale de guidage 65 qui reçoit une clavette d'un bloc de siège 66 de l'outil. La partie centrale de ce bloc est entaillée pour recevoir la queue 15 de l'outil et pour présenter des surfaces planes 67 et 68 de contact respectivement avec les faces pos térieure et antérieure 35 et 30 de l'outil, et une surface plane 69 d'appui pour la surface inférieure 23 de l'outil. Des vis 71, perpendiculaires à la surface 64 et passant dans des fenêtres oblongues 72 du bloc d'appui 66 fixent celui-ci dans le bloc de guidage 62 dans lequel les vis sont vissées.
Les surfaces 67 et 68 du bloc 66 et la sur face 64 du guide 62 sont aussi en contact avec les sur- faces planes d'une console de serrage 73 de l'outil, en forme générale de T. Cette console qui fait effective ment partie du bloc 66 d'appui de l'outil, sert d'appui à la surface latérale 24 de la queue de l'outil. Une vis 74 vissée dans le trou 16 fixe l'outil dans la console. Des vis semblables 75 fixent la console au bloc 66.
En réglant le bloc d'appui 66 le long de la surface 64, après avoir desserré les vis 71, on peut faire varier la hauteur de l'outil, c'est-à-dire la distance à la droite du coulisseau 55 (fig. 8), et, en réglant la clavette 57 dans la rainure 56 à section en T, après avoir desserré les vis 58 et 59, on peut régler l'outil dans le sens lon gitudinal dans le coulisseau. Après avoir desserré les vis 59 et serré la vis 58, si on le désire, on peut aussi régler le guide 62 le long de la languette 60 de la clavette 57, pour régler l'outil dans le sens latéral (fig. 7 et 9) par rapport au coulisseau 55. Ces trois réglages s'effectuent de préférence au moyen de dispositifs micrométriques, non représentés, conformément aux réglages calculés de l'outil.
La course de taillage des dents du coulisseau 55 a lieu de bas en haut (fig. 7 et 8). En raison de l'incli naison de la surface d'appui du bloc 67 et des inclinai sons relatives de la face supérieure 19 et des arêtes de !coupe 12, 13 de l'outil, il se forme un angle de jeu A, en arrière de l'arête de coupe de pointe de l'outil, et un angle de jeu plus petit, mais assez grand, en arrière des arêtes 12 et 13. En raison de l'inclinaison d'un angle B des faces postérieure et antérieure 67 et 68 de l'outil, avec un plan perpendiculaire à la direction de coupe, les arêtes de coupe 12, 13 présentent, outre leur détalonnage latéral, un détalonnage en bout qui, ainsi qu'on l'a cons taté, améliore encore leur action de coupe.
Les angles A et B des formes de réalisation représentées sont respec tivement de 8 et 10o.
Une face d'une dent d'une roue G est taillée (fig. 9) par un outil 10, 15, monté dans un porte-outil qui com prend un bloc d'appui 66 porté par un coulisseau 55, tandis que l'autre face de la dent est taillée par un outil semblable 110, 115 opposé, pourvu d'un bloc d'appui 166 porté par l'autre coulisseau 155. Lorsqu'il s'agit de la taille de finissage de la roue dans l'ébauche, les passes de finissage sont effectuées par les arêtes de coupe laté rales 12 et 112 et les arêtes de coupe 13 et 113 occupent des positions relatives dans lesquelles elles laissent sur les dents la quantité de métal voulue à enlever par les arêtes 12 et 112.
Mais, dans le cas d'outils conçus pour le dégrossissage seulement, toutes les arêtes de coupe 12, 13, 112 et 113 occupent des positions relatives dans les quelles elles laissent la quantité de métal à enlever par l'opération ultérieure de coupe de finissage. Au cours de cette opération de dégrossissage, on peut, si on le veut, faire avancer la roue à tailler d'un pas toutes les deux dents.
Les fig. 10 et 11 représentent un outil semblable à ;celui de la fig. 1, mais de sens opposé et dont la face antérieure 111 est affûtée en forme concave, par exem ple au moyen d'une meule à surfaces coniques 52, 53, analogue- à la meule de la fig. 4, mais dont l'axe 132 oscille comme l'indique la flèche de la fig. 10, autour d'un axe parallèle 133, au lieu de recevoir un mouve ment alternatif par rapport à l'outil. En conséquence, les parties 126 et 127, qui forment un angle entre elles, de la face 111, sont des surfaces coniques et leur inter section est un arc de cercle 128.
Il en résulte que le pro fil de coupe des arêtes latérales 112 et 113 est courbe, comme l'indique la fig. 11 avec exagération. Ce mode d'affûtage peut être utilisé pour modifier la forme du profil des dents d'engrenage, par exemple pour augmen ter la courbure de leur profil. Mais le profil peut évi demment subir facilement d'autres modifications. Par exemple, si l'axe d'oscillation de la meule occupe la position 133A de la fig. 10, au lieu de la position 133, les arêtes de coupe de l'outil ont une forme convexe au lieu de la forme concave des arêtes 112, 113.
L'outil 200 de la fig. 12 selon la deuxième forme d'exécution est relativement plus long et, par suite, d'une durée de service plus longue que celle de l'outil de la fig. 1. De plus, il peut être affûté à ses deux extrémités, de sorte que les outils pour tailler les flans de dents opposés peuvent être semblables, sauf en ce qui con cerne l'affûtage. Après que les outils ont été utilisés et affûtés approximativement sur la moitié de leur longueur initiale, on peut les affûter à leur autre extrémité et les monter en sens inverse dans le porte-outil de la machine i tailler les engrenages.
Le fond 207 de l'auget de la face de coupe ou d'af fûtage 201 peut être arrondi suivant un certain rayon, comme montré, ou bien ce fond 28 peut être à angle plus vif (fig. 1). Cette forme arrondie, dans la mesure où le permet la largeur <B>do</B> pointe d'un outil particulier, a pour effet de renforcer l'outil et de diminuer le risque de rupture de la pointe. Bien entendu, le fond de l'auget de la face antérieure de l'outil de la fig. 1 peut aussi être arrondi, si on le désire.
De même que l'outil des fig. 1 et 2, l'outil 200 est de forme générale prismatique et comprend une partie de coupe 208 qui peut être considérée comme la partie située à gauche d'un plan 209 de fonction imaginaire de la fig. 15, et une partie ou queue 211, à droite du plan 209. Les faces du prisme de la partie de coupe sont dési gnées par 212 à 215, et celles de la queue par 216 à 218. Toutes ces faces de prisme sont perpendiculaires au plan 15-15, comme l'est aussi le plan 209. Les faces de la queue qui prennent appui sur les porte-outils sont dési gnées par 217 et 218.
Elles sont inclinées relativement d'un angle aigu, légèrement supérieur à 70 dans la forme de réalisation représentée, la face 218 étant à peu près perpendiculaire au plan 209 et à peu près parallèle à la face 213 qui constitue la face de pointe de la partie de coupe. Les faces latérales 212 et 214 de la partie de coupe sont inclinées en sens inverse par rapport au plan 209. L'affûtage de la face de coupe s'effectue par dépla cement de l'outil d'affûtage dans la direction du fond 207 de l'auget qui est parallèle au plan 209 et qui est, au moins approximativement, le plan bissecteur de l'angle des faces latérales 212, 214.
. La face 215 est inclinée par rapport au plan 209 et, de préférence, elle est parallèle à la face 217. Cette incli naison de la face 215 contribue à empêcher les outils qui se déplacent en sens inverse de se gêner, ces outils se déplaçant en mouvement alternatif sur des trajets relativement inclinés correspondant à la conicité de l'épaisseur de dent de la roue à tailler. Ce risque de gêne est maximum pour l'angle de l'outil le plus voisin du sommet du cône de la roue à tailler et situé à l'intersec tion des faces 215, 218 et de la face antérieure 201 de la queue, et cet angle est décalé par rapport au trajet de l'autre outil par l'inclinaison de la face 215.
Le porte-outil servant à monter l'outil 200 sur le coulisseau 55 de la machine, comprend un bloc 226 et une clavette 227 qui sont fixés de manière réglable sur le coulisseau par des vis 228 et 229 vissées dans la bande de retenue 231 dans la rainure 56 à section en forme de T, du coulisseau. Ces vis, ainsi qu'une vis 232 qui serre la bande 231 sur le coulisseau, peuvent être des serrées pour permettre de régler le bloc de l'outil, la clavette et la bande, dans le sens longitudinal de la rai nure.
La clavette 227 présente une languette 233 enga gée dans la rainure à section en forme de T, et une autre languette 234 (fig. 14) engagée dans une rainure du bloc 226 dirigée dans le sens transversal de la rainure à section en forme de T et servant à guider le bloc et l'outil pour en régler, dans le sens latéral, la position horizontale (fig. 13) après avoir desserré les vis 228, 229. La vis 232 maintient la bande, la clavette et le bloc contre tout déplacement longitudinal pendant qu'on effectue ce réglage latéral.
Le bloc 226 de l'outil présente une rainure pour le guidage d'une cale dont la face inférieure 235 est paral lèle à la face 218 de l'outil, perpendiculaire au plan 209 et inclinée d'un angle de jeu A par rapport à la face plane 236 du coulisseau de l'outil 55 qui est au moins approximativement parallèle à la direction de la course de l'outil. La face latérale 237 de la rainure pour le gui dage de la cale est perpendiculaire à la face 235 et elle est inclinée par rapport au plan 209, c'est-à-dire par rap port à la direction de la course de l'outil, d'un angle C très petit (fig. 13), l'inclinaison étant de l'ordre de 1 : 30.
Cette rainure de guidage de la cale contient une cale 238 de réglage de l'angle de l'outil, à peu près en forme de L en coupe transversale, cette cale présentant des faces planes parallèles qui prennent respectivement appui sur les surfaces 218 et 235 et la branche du L présentant des faces inclinées qui prennent appui sur les surfaces 237 et 217. Cette cale est effilée dans le sens longitudinal, c'est-à-dire que, comme montré à la fig. 13, elle détermine un angle C.
La partie de la face 217 de l'outil, du côté opposé à sa partie qui s'appuie sur la cale 238, est en contact avec une face 239 du bloc 226 de l'outil. Par suite, en réglant la position de la cale dans le sens longitudinal, c'est-à-dire verticalement en regardant la fig. 13, pour déplacer latéralement (fig. 15) la bran che verticale de la cale à section en forme de L, on peut incliner légèrement l'outil sur la surface 239, de façon à régler ainsi l'inclinaison de ses arêtes de coupe. La cale 238 est pourvue de graduation 241 qui rendent ce réglage plus facile.
Les outils sont fixés chacun sur son bloc 226 par des vis 242 perpendiculaires au plan 209 et traversant des fenêtres oblongues 243 du bloc et se vissant dans des trous taraudés 244 de la queue 211 de l'outil. Une pla quette 245 qui écarte les têtes de vis de l'outil, a une forme légèrement effilée (fig. 13) d'environ 1o, de sorte que les chocs appliqués sur l'outil et tendant à le pousser, ainsi que la plaquette, de haut en bas (fig. 13), ont ten dance à serrer les vis. La surface du bloc 226 sur laquelle prend appui la plaquette présente une inclinaison com plémentaire d'environ 1o par rapport au plan 209.
Une vis 246 vissée dans le bloc de l'outil s'applique contre la cale 238 et sert à le fixer.