FR2479053A1

FR2479053A1 - METHOD FOR FINISHING A HELICOIDAL GEAR NET BY GALLETTING

Info

Publication number: FR2479053A1
Application number: FR8006582A
Authority: FR
Inventors: Hubert A Perraudin; Francis Charles Roquier
Original assignee: Equipements Automobiles Marchal SA
Current assignee: Equipements Automobiles Marchal SA
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1981-10-02
Also published as: FR2479053B1; GB2072069A; JPS56152523A; GB2072069B; DE3111501A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FINITION PAR GALETAGE D'UN FILET HELICOIDAL D'ENGRENAGE ET PARTICULIEREMENT D'UNE VIS D'ENGRENAGE A UN OU PLUSIEURS FILETS. DANS CE PROCEDE ON SERRE LA PIECE ENTRE DEUX MOLETTES DE GALETAGE COMPORTANT UN FILET HELICOIDAL COMPLEMENTAIRE DE CELUI DE LA PIECE A FINIR ET ON ENTRAINE EN ROTATION EN SYNCHRONISME LES MOLETTES DE GALETAGE ET LA PIECE A FINIR, UN POSITIONNEMENT ANGULAIRE APPROPRIE ETANT ASSURE ENTRE LA PIECE A FINIR ET LES MOLETTES DE GALETAGE.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR FINISHING BY ROLLING A HELICOIDAL GEAR THREAD AND PARTICULARLY OF A GEAR SCREW WITH ONE OR MORE THREADS. IN THIS PROCEDURE, THE PART BETWEEN TWO WHEEL ROLLERS CONTAINING A HELICOIDAL THREAD COMPLEMENTARY TO THAT OF THE PART TO BE FINISHED AND WE DRIVE IN SYNCHRONISTIC ROTATION THE ROLLER WHEELS AND THE PART TO BE FINISHED, AN APPROPRIATE ANGLE POSITIONING AND WHEEL POSITIONING. TO BE FINISHED AND THE ROLLER WHEELS.

Description

ii

PROCEDE DE FINITION PAR GALETAGE D'UN FILET HELICOIDAL D'ENGRE- METHOD OF FINISHING BY WALLNING A HELICOIDAL ENGREET NET

NAGE.SWIM.

La présente invention a pour objet un procédé de fini- The subject of the present invention is a method of finishing

tion par galetage d'un filet hélicoïdal d'engrenage et plus par- tion by roller burnishing of a helical gear thread and more

ticulièrement un procédé permettant la finition d'une vis héli- particularly a process for finishing a helical screw

coidale d'engrenage à un ou plusieurs filets. gear coidale with one or more threads.

On sait que, de façon générale, le galetage permet d'améliorer l'état de surface des pièces qui y sont soumises et d'augmenter la résistance superficielle du métal, dont sont constituées ces pièces. Selon cette technique, on fait rouler et éventuellement glisser sur la surface à finir une pièce de It is known that, in general, the burnishing makes it possible to improve the surface condition of the parts which are subjected to it and to increase the surface resistance of the metal, of which these parts are made. According to this technique, we roll and possibly slide on the surface to finish a piece of

forme complémentaire qui appuie sur ladite surface avec une pres- complementary shape which presses on said surface with a pressure

sion relativement élevée. Au cours de cette opération les dé- relatively high load. During this operation the

fauts de surface dû à l'usinage sont plus ou moins écrasés et surface defects due to machining are more or less crushed and

l'on obtient donc une amélioration de 1 état de surface. an improvement of 1 surface condition is therefore obtained.

Dans le cas particulier des filets hélicofdaux d'en- In the particular case of helical-net nets of

grenage, l'opération de galetage s'effectue en utilisant des mo- shot blasting, the burnishing operation is carried out using mo-

lettes de galetage comportant des filets hélicoïdaux complémen- burnishing rolls with complementary helical threads

taires de ceux dont on désire améliorer l'état de surface. Selon une première technique la pièce qui porte le filet hélicoldal be silent about those whose surface condition is to be improved. According to a first technique the part which carries the helical net

à surfacer est serrée entre deux molettes dont les axes sont dis- to be surfaced is clamped between two rollers whose axes are dis-

posés parallèlement de part et d'autre de l'axe du filet héli- laid parallel on both sides of the axis of the heli net

coldal à surfacer; l'une au moins des deux molettes est entrai- coldal to be surfaced; at least one of the two knobs is entrained

née en rotation, alors que la pièce à surfacer est laissée libre en rotation, l'entraînement de ladite pièce étant effectué par coopération avec la ou les molettes entraînées du dispositif; dans cette technique, les molettes portent des filets inclinés par rapport à leur axe, Selon une autre technique, le gaietage est réalisé au moyen d'une molette dont l'axe est incliné par born in rotation, while the part to be surfaced is left free to rotate, said part being driven by cooperation with the driven wheel (s) of the device; in this technique, the knurls carry threads inclined with respect to their axis, According to another technique, the gaietage is produced by means of a knurl whose axis is inclined by

rapport à l'axe du filetage hélicoïdal à surfacer, la force d'ap- relative to the axis of the helical thread to be surfaced, the force of ap-

pui de la molette étant compensée par la réaction d'une coquille de maintien cylindrique sur laquelle prend appui la périphérie de la pièce à surfacer; dans cette technique, la molette est entraînée en rotation et la pièce à surfacer est montée folle pui of the wheel being compensated for by the reaction of a cylindrical retaining shell on which the periphery of the part to be surfaced bears; in this technique, the wheel is rotated and the workpiece is mounted idle

en rotation, son entraînement provenant de la coopération du fi- in rotation, its training coming from the cooperation of the fi-

let hélicoïdal à surfacer avec la molette de galetage. Dans tous Les cas, l'entrainement en rotation de la ou des molettes, d'une helical let to be surfaced with the roller. In all cases, the rotary drive of the wheel (s),

part, et de la pièce à surfacer, d'autre part, s'effectue tou- on the other hand, and of the part to be planed, on the other hand,

jours par un seul de ces éléments et généralement par la ou les days by only one of these elements and generally by the

molettes de galetage.roller burnishers.

Cette technique de galetage de filets hélicoïdaux est - This technique of burnishing helical threads is -

connue dans l'état de la technique pour donner des résultats known in the state of the art to give results

relativement peu satisfaisants en raison du fait que l'entrai- relatively unsatisfactory due to the fact that training

nement du filet hélicoïdal à surfacer par les molettes de gale- the helical thread to be surfaced by the scouring wheels

tage s'effectue toujours avec un certain glissement, qui crée un léger décalage entre les molettes et le filet à surfacer, de sorte que, si le temps de coopération par roulement doit être important, il se produit un déplacement de la pièce à surfacer tage is always carried out with a certain slip, which creates a slight offset between the knurling wheels and the surface thread, so that, if the co-operation time by rolling must be long, there is a displacement of the workpiece

par rapport aux molettes ou une déformation des pièces en pré- compared to the knurls or a deformation of the parts in pre-

sence. En outre, il faut tenir compte du fait que le galetage sence. In addition, it should be taken into account that the burnishing

produit une légère déformation plastique, qui ne peut qu'aug- produces a slight plastic deformation, which can only increase

menter le glissement relatif des pièces en présence et que les hélices des sommets de filet portées par les molettes coopèrent lie about the relative sliding of the pieces in presence and that the propellers of the tops of the thread carried by the knurls cooperate

avec les hélices des fonds de filet portées par la pièce à sur- with the propellers of the thread bottoms carried by the part to be

facer alors qu'elles ne présentent pas exactement le même tracé, puisqu'elles sont l'une au-delà et l'autre en deçà du primitif sur la base duquel est calculée la coopération entre la molette facer while they do not have exactly the same plot, since they are one beyond and the other below the primitive on the basis of which the cooperation between the dial is calculated

et la pièce à surfacer.and the workpiece.

La présente invention a pour but de proposer un procé- The object of the present invention is to provide a method

dé permettant d'améliorer grandement les conditions de réalisa- to greatly improve the conditions of realization

tion d'un galetage sur un filet hélicoïdal. On a en effet cons- tion of a burnish on a helical thread. We have indeed

taté, selon l'invention, -que l'on obtenait un résultat très satisfaisant si l'on entraînait simultanément en rotation, d'une part, la ou les molettes de galetage et, d'autre part, la pièce taté, according to the invention, -that a very satisfactory result was obtained if one drives simultaneously in rotation, on the one hand, the roller or knurling wheels and, on the other hand, the part

à surfacer, les entraînements en rotation s'effectuant bien en- to be surfaced, the rotational drives taking place well in

tendu en synchronisme et avec un repérage de positionnement an- tensioned in synchronism and with an anterior positioning mark

gulaire entre la vis et les molettes de galetage. Cette techni- gular between the screw and the roller knurling. This technique

que peut aisément être utilisé lorsque l'on réalise sur un tour multibroches la taille d'un filet hélicoidal et que, sur le même tour, on prévoit un poste permettant le galetage de la pièce taillée lorsque le filet hélicoïdal a été terminé. En effet, sur un tel tour multibroches, il est possible d'indexer facilement en position angulaire, d'une part, la pièce taillée et, d'autre part, les molettes de galetage, l'ensemble étant entraîné en synchronisme par une même chaîne cinématique incluse dans le that can easily be used when carrying out the size of a helical thread on a multi-spindle lathe and that, on the same lathe, a station is provided allowing the burnishing of the cut piece when the helical thread has been finished. Indeed, on such a multi-spindle lathe, it is possible to easily index in angular position, on the one hand, the cut part and, on the other hand, the burnishing knobs, the assembly being driven in synchronism by the same kinematic chain included in the

tour multibroches.multispindle lathe.

La présente invention a, en conséquence, pour objet The subject of the present invention is therefore

un procédé de finition par galetage d'un filet hélicoïdal d'en- a process of finishing by roller burnishing of a helical thread of

grenage porté par une pièce cylindrique taillée, dans lequel on serre la pièce à finir entre une molette de galetage comportant shot-blasting carried by a cut cylindrical piece, in which the piece to be finished is clamped between a burnishing wheel comprising

un filet hélicoïdal complémentaire et une contre-pièce, la mo- a complementary helical thread and a counterpart, the

lette de galetage étant entratnée en rotation, caractérisé par burnish roller being driven in rotation, characterized by

le fait que lion entraîne en rotation la pièce à finir, en syn- the fact that lion rotates the work to be finished, in syn-

chronisme avec la molette de galetage. chronism with the burnish wheel.

Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on utilise comme eontre-pièce au moins une molette In a preferred embodiment of the method according to the invention, at least one thumbwheel is used as a counterweight

de galetage; on serre la pièce à finir entre plusieurs molet- burnishing; the piece to be finished is clamped between several knurls-

tes de galetage identiques régulièrement réparties autour de l'axe de la pièce à finir, les axes desdites molettes étant parallèles à l'axe de la pièce à finir; on serre deux molettes de galetage de part et d'autre de la pièce à finir, les axes des deux molettes et l'axe de la pièce étant coplanaires; on serre les deux molettes de galetage au moyen d'un vérin; on monte les deux molettes aux extrémités des deux branches d'un compas; en entratne en rotation en synchronisme toutes les molettes de galetage, qui s'appuient sur la pièce à rinir; on entraîne les molettes de galetage par la chatne cinématique identical burnishers regularly distributed around the axis of the workpiece, the axes of said knobs being parallel to the axis of the workpiece; two roller knurling wheels are tightened on either side of the part to be finished, the axes of the two knobs and the axis of the part being coplanar; the two rollers are tightened by means of a jack; the two knobs are mounted at the ends of the two arms of a compass; in rotation in synchronism all the knurling wheels, which rest on the part to be rinsed; the rollers are driven by the kinematic rod

d'un tour multibroches, dont au moins un poste de travail per- a multi-spindle lathe, including at least one work station

met le taillage du filet hélicoïdal à surfacer, le positionne- cuts the helical thread to be facing, positions it

ment angulaire des molettes de galetage par rapport à la pièce à tailler étant assuré par ladite chatne cinématique en même temps que le synchronisme d'entraînement; la pièce taillée angular setting of the burnishing knobs relative to the workpiece being provided by said kinematic rod at the same time as the drive synchronism; the cut piece

est une vis hélicoldale d'engrenage à un ou plusieurs filets. is a helical gear screw with one or more threads.

On a constaté qu'en mettant en oeuvre le procédé selon It has been found that by implementing the method according to

l'invention, on obtenait par galetage un état de surface extrê- the invention, an extreme surface finish was obtained by burnishing

mement satisfaisant sur le filet hélicoïdal traité sans Jamais noter aucun incident de fonctionnement. Le galetage peut être effectué en faisant rouler les molettes sur la pièce A finir satisfactorily on the helical thread treated without Never noticing any incident of operation. Roll burnishing can be done by rolling the knurls on the workpiece

pendant un temps très long, sans qu'il se produise aucun inci- for a very long time, without any incident

dent, étant donné que la pièce soumise à finition est entrat- tooth, since the part to be finished has entered

née en synchronisme en même temps que les molettes mais non born in synchronism with the wheels but not

par celles-ci, de sorte qu'il ne peut pas se produitre de glis- by them, so that there can be no slip-

sement entre les molettes et la pièce à finir puisque leurs between the knobs and the part to be finished since their

entraînements sont simultanés.trainings are simultaneous.

La présente invention a également pour objet le pro- The present invention also relates to the pro-

duit industriel nouveau que constitue une machine de galetage destinée à la finition d'un filet hélicoïdal porté par une new industrial product constituted by a burnishing machine intended for finishing a helical thread carried by a

pièce cylindrique taillée par mise en oeuvre du procédé ci- cylindrical part cut by implementing the above process

dessus défini, caractérisée par le fait qu'elle comporte, en premier lieu, de façon connue, des moyens de serrage de la defined top, characterized in that it comprises, first of all, in a known manner, means for tightening the

4 24790534 2479053

pièce à finir entre une molette de galetage, qui porte un fi- part to be finished between a roller of rolling, which carries a ﬁ

let hélicoïdal complémentaire de celui de la pièce à finir, et une contre pièce et qu'en second lieu, elle comporte une chatne helical let complementary to that of the piece to be finished, and a counter piece and that in the second place, it has a catne

cinématique entralnant en rotation la pièce à finir en synchro- kinematics entralnant in rotation the part to be finished in synchro-

nisme avec ladite molette de galetage. Pour mieux faire comprendre l'obJet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre purement illustratif et non nism with said burnish wheel. To better understand the object of the invention, we will now describe it, purely by way of illustration and not

limitatif, un mode de mise en oeuvre. restrictive, an implementation mode.

Dans cet exemple, la pièce à surfacer est une vis hé- In this example, the workpiece is a hex screw

licoldale à deux filets taillée dans un arbre cylindrique de 8 mm de diamètre réalisée en acier mi-dur. Le pas de chaque filet est 5,2 mm et, par conséquent, le pas axial séparant deux licoldale with two threads cut from a cylindrical shaft 8 mm in diameter made of semi-hard steel. The pitch of each thread is 5.2 mm and, therefore, the axial pitch separating two

hélices successives sur une génératrice de la vis est de 2,6 mm. successive propellers on a generator of the screw is 2.6 mm.

La profondeur du filet est de 1,8 mm. Cette vis est obtenue par The depth of the thread is 1.8 mm. This screw is obtained by

taillage sur un tour multibroches en quarante passes successi- cutting on a multi-spindle lathe in forty successive passes

ves.ves.

L'un des postes de travail du tour multibroches cor- One of the workstations on the multi-spindle lathe cor-

respond au galetage et met en oeuvre le procédé selon l'inven- responds to burnishing and implements the process according to the invention

tion. La vis hélicoïdale soumise à finition est serrée entre deux molettes de galetage identiques disposées aux extrémités des deux branches d'un compas; les branches du compas sont tion. The helical screw subjected to finishing is clamped between two identical roller knurling arranged at the ends of the two arms of a compass; the arms of the compass are

manoeuvrées par un vérin hydraulique autour de leur axe d'ar- maneuvered by a hydraulic cylinder around their axis of ar-

ticulation et au cours de l'opération de galetage les deux molettes sont serrées l'une vers l'autre, de part et d'autre de la vis à finir, avec une force de 500 Newtons. Les axes des deux molettes de galetage sont parallèles à l'axe de la vis à finir et ces trois axes sont coplanaires dans la position o s'effectue le galetage. Chacune des deux molettes de galetage ticulation and during the burnishing operation the two knobs are tightened towards each other, on either side of the screw to be finished, with a force of 500 Newtons. The axes of the two burnishing knobs are parallel to the axis of the screw to be finished and these three axes are coplanar in the position where the burnishing takes place. Each of the two burnish rollers

a un diamètre extérieur de 34 mm et porte, sur sa surface la- has an outside diameter of 34 mm and has on its surface the

térale qui agit sur la vis, un filet hélicoldal complémentaire par rapport au filet taillé sur la vis. Le tour multibroches entratne par l'une de ses broches la vis soumise à finition et which acts on the screw, a helical thread complementary to the thread cut on the screw. The multispindle lathe drives one of its spindles with the screw subjected to finishing and

également chacune des deux molettes de galetage, le synchro- also each of the two roller knobs, the synchro-

nisme étant assuré par la chatne cinématique interne du tour multibroches. Etant donné que la vis soumise à finition est taillée sur le tour multibroches qui assure le galetage, on peut assurer le positionnement angulaire relatif de la vis à nism being ensured by the internal kinematic chain of the multispindle lathe. Since the screw subjected to finishing is cut on the multi-spindle lathe which ensures the burnishing, we can ensure the relative angular positioning of the screw

surfacer et des deux molettes de galetage par la chatne ciné- surfacing and two roller burnishers by the cine-

matique qui assure l'entraînement en rotation des molettes de matic which ensures the rotary drive of the

galetage.burnishing.

On a constaté quedans ces conditions, le galetage pouvait être maintenu pendant moins de 3 secondes, sans que l'on note aucun incident de fonctionnement et que l'on obtenait ainsi un état de surface de moins de 0,2 microns sur le filet de la vis taillée. It was found that under these conditions, the burnishing could be maintained for less than 3 seconds, without any operational incident being noted and that a surface condition of less than 0.2 microns was thus obtained on the thread. the cut screw.

Il est bien entendu que le mode de mise en oeuvre ci- It is understood that the mode of implementation above

dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invert iorn above described is in no way limiting and may give rise to any desirable modifications, without going beyond the scope of the invert iorn

Claims

Claims i - Method for finishing by roller burnishing a helical gear thread carried by a cut cylindrical piece, in which the piece to be finished is clamped between a burnishing wheel comprising a complementary helical thread and a counter piece, the Knurling wheel being rotated, characterized by the fact that the workpiece to be finished is rotated in synchronism with the burnishing wheel.

2 - Method according to claim 1, characterized by

the fact that at least one knurl is used as a counter-piece

of burnish.

3 - Method according to claim 2, characterized by

the fact that the piece to be finished is clamped between several knurls-

identical roller burners regularly distributed around

the axis of the part to be finished, the axes of said knobs being

parallel to the axis of the part to be finished.

4 - Method according to one of claims 2 or 3, ca-

characterized by the fact that we tighten the two scabbards-

on both sides of the work to be finished, the axes of the two

wheels and the axis of the part being coplanar.

- Method according to claim 4, characterized in that the two roller knurling are tightened by means

a jack.

6 - Method according to claim 5, characterized in that the two wheels are mounted at the ends of the two

branches of a compass.

7 - Method according to one of claims 2 to 6, ca-

characterized by the fact that it rotates in synchro-

nism all the roller burnishers, which are based on the

room to finish.

8 - Method according to one of claims 1 to 7, ca-

characterized by the fact that the roller wheels are driven

ge by the kinematic chain of a multispindle lathe, including

less a workstation allows the cutting of the helical net

dal to surface, the angular positioning of the knobs ae ga-

lettering in relation to the cut part being provided by! ite

kinematic chain at the same time as the synchrcnism dCentrainrent.

9 - Method according to claim 8, characterized by

the fact that the cut piece is a helical gear screw

one or more nets.

ff 2479053 Gaising machine intended for the finishing of a helicoidal net carried by a cylindrical part cut by

implementation of the method according to one of claims 1 to 9,

characterized in that, firstly, it comprises, in a known manner, means for clamping the workpiece to be finished

a roller of rolling, which carries a helical thread complete

of the piece to be finished, and a counter piece and

secondly, 'it includes a kinematic chain

rotating the work to be finished in synchronism with said

burnish wheel.