FR2559083A1

FR2559083A1 - Methode d'usinage d'une vis a recirculation de billes

Info

Publication number: FR2559083A1
Application number: FR8501993A
Authority: FR
Inventors: Michael Allen Miller
Original assignee: 20TH CENTURY MACHINE
Current assignee: 20TH CENTURY MACHINE
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1985-08-09
Also published as: DE3438248C2; IT1183133B; IT8519320A0; FR2559083B1; US4638548A; GB8426358D0; CA1260210A; DE3438248A1; KR850005958A; ES540212A0; GB2153712A; ES8606035A1; JPS60172418A; KR890000212B1; GB2153712B

Abstract

METHODE D'USINAGE D'UNE VIS A RECIRCULATION DE BILLES, ET VIS AINSI OBTENUE. DANS LA SURFACE CYLINDRIQUE 142 D'UNE PIECE 112 ON USINE UN FILETAGE HELICOIDAL 128 FORME D'UNE GORGE 130 A SECTION TRANSVERSALE PARTIELLEMENT CIRCULAIRE ET DONT LES SPIRES SONT SEPAREES PAR UNE SURFACE HELICOIDALE DE CRETE 132. ON FORME UN TOURILLON 118 A UNE DES EXTREMITES EN SE REPERANT SUR LA SURFACE DE CRETE 132. LA SURFACE EXTERNE CYLINDRIQUE 142 EST EVENTUELLEMENTRECTIFIEE 144 SUR CENTERLESS AVANT DE FORMER LE FILETAGE 128, ET LA SURFACE DE CRETE 132 PEUT AUSSI ETRE RECTIFIEE APRES L'USINAGE DU FILETAGE 128 POUR AMELIORER LA CONCENTRICITE ENTRE LES COMPOSANTS D'UN ENSEMBLE A RECIRCULATION DE BILLES; UNE NOUVELLE RECTIFICATION DE LA GORGE HELICOIDALE 130, EFFECTUEE EN SE REPERANT SUR LA SURFACE HELICOIDALE DE CRETE 132, PERMET D'OBTENIR UNE VIS DE HAUTE PRECISION. APPLICATION AUX VIS A RECIRCULATION DE BILLES DE FABRICATION ECONOMIQUE ET DE PRECISION.

Description

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La présente invention concerne en général les organes à filetage hélicoYdal pour la recirculation de billes et plus particulièrement un procédé économique d'usinage d'un tel filetage hélicoïdal sur une vis à recirculation de billes, ainsi qu'un traitement final correspondant à exécuter sur une pièce d'usinage.

Les ensembles de vis à recirculation de billes s'utilisent cou-

raiment de nos jours dans une gamme étendue de dispositifs. Par exemple, un tel ensemble de vis à recirculation de billes peut comprendre une vis

proprement dite à recirculation de billes qui présente un filetage héli-

o10 coYda] male, un écrou à filetage hélicoïdal femelle à recirculation de

billes, et plusieurs billes de roulement logées en partie dans le file-

tage male de la vis et en partie dans le filetage femelle de l'écrou. La

vis à recirculation de billes peut présenter diverses configurations d'ex-

trémité; par exemple, à titre indicatif mais non-limitatif, une portée ou un tourillon, un alésage transversal ou un filetage, afin de permettre le blocage de la position de la vis à recirculation de billes par rapport

à d'autres éléments de machine et pour relier entre eux la vis et d'au-

tres éléments de machine.

Les ensembles à vis de recirculation de billes sont fréquemment utilises en raison de leurs propriétés qui sont une excellente capacité pour supporter des charges tant longitudinales que transversales, une

faible résistance au frottement pendant le déplacement de la vis par rap-

port à l'écrou, un maintien précis en position-de translation de la vis à billes par rapport à l'écrou, et un maintien précis de la position axiale de la vis par rapport à l'écrou pendant que les deux organes se déplacent dans le sens longitudinal. Par conséquent, les ensembles de vis

à recirculation de billes s'utilisent souvent dans des mécanismes exi-

geant un maintien rigoureux en position de translation entre différents éléments de machine, surtout lorsqu'on se trouve en présence de fortes

charges.

Il existe de nombreux exemples de dispositifs utilisant de tels

ensembles de-vis à recirculation de billes dans l'art antérieur. Par exem-

ple, le brevet US n 2 924 265 délivré à J. Himka le 9 Février 1960 utili-

se un ensemble de vis à recirculation de billes et un dispositif pour ré-

gler un siège de véhicule. Le brevet US n 2 930 252 délivré à R.E. Sears et al. le 29 Mars 1960 décrit une commande de vanne utilisant un ensemble de vis à recirculation de billes. Le brevet US n 2 935 893 délivré à E. Mazur le 10 Mai 1960 et le brevet US n 1 967 482 délivré à B.F. Schmidt le 24 Juillet 1934 montrent chacun comment on peut utiliser un dispositif - 2 -

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de vis à recirculation de billes dans un mécanisme de direction. Le bre-

vet US n 3 159 046 délivré à J.L. Harned et al. le 1er Décembre 1964 mon-

tre l'utilisation d'un ensemble de vis à recirculation de billes dans un différentiel. Une commande d'assiette pour aéronef utilisant un ensemble de vis à recirculation de billes fait l'objet du brevet US n 2 772 841

délivré le 4 Décembre 1956 à D.H. Bonsteel. Un ensemble de vis à recircu-

lation de billes est utilisé dans différents crics de levage, ainsi que

l'enseigne le brevet US n 28 613 délivré le 5 Juin 1860 à C.F. Spencer.

Des ensembles de vis à recirculation de billes sont utilisés dans des commandes par vis sans fin, par exemple dans le dispositif décrit dans le

brevet US n 3 672 239 délivré à G. Titt le 27 Juin 1972.

Une autre application commune de tels ensembles de vis à recircu-

lation de billes se trouve dans des mécanismes de commande, des porte-ou-

tils et des mécanismes d'avance pour perceuses, dans différentes sortes de machines-outils, ainsi qu'il est décrit par exemple dans le brevet US n 2 957 368 délivré à J. Hendrickson le 25 Octobre 1960, le brevet US n 3 640 147 délivré à G. Fantoni le 8 Février 1972 et le brevet US n

2 375 991 délivré à H.S. Hoffar le 15 Mai 1945.

On conna t dans ce domaine de nombreuses autres applications de

tels ensembles de vis à recirculation de billes.

Deux méthodes ont été utilisées dans le passé pour former des fi-

letages hélicoïdaux mâles sur des vis à recirculation de billes dans ce

type d'ensembles de vis à billes. Les deux méthodes diffèrent sensible-

ment entre elles quant au coût et elles produisent des filetages et des

vis à billes offrant des degrés de précision sensiblement différents.

La première méthode selon l'art antérieur rappelé ci-dessus est

destinée à produire des éléments de vis à recirculation de billes de qua-

lité commerciale ou industrielle de moyenne précision. Cette première mé-

thode comprend une opération de cylindrage de la surface externe cylin-

drique d'une pièce à usiner afin de former dans cette surface un filetage hélicoïdal de vis à recirculation de billes. Le filetage ainsi obtenu par l'opération de cylindrage définit une surface irrégulière qui n'offre que

peu d'intérêt pour la localisation des traitements terminaux en vue d'opé-

rations ultérieures. Par conséquent, d'autres opérations éventuelles con-

cernant les traitements définitifs à exécuter sur la vis à recirculation de billes suivant cette première méthode sont essentiellement localisées d'après le diamètre primitif du filetage hélicoïdal externe de la vis à

recirculation de billes. Ensuite, on procède à la trempe de la pièce d'u-

sinage. Bien que l'opération de cylindrage soit peu onéreuse, elle ne

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permet guère d'obtenir un filetage très précis sur la vis a recirculation

de billes. Le degré modéré de précision du filetage hélicoïdal externe ob-

tenu par cette première méthode sur une vis à recirculation de billes est

dé à la difficulté de maintenir la rectilinéarité et la précision de l'a-

vance désirées pendant une opération de cylindrage. La précision modérée

obtenue dans la localisation des traitements terminaux par rapport au fi-

letage hélicoïdal de la vis à recirculation de billes résulte de difficul-

tés qui sont dues à la disposition angulaire, par suite de l'angle d'at-

taque adopté, des doigts de centrage ou de maintien en position que l'on utilise pour situer ou repérer les traitements terminaux par rapport au diamètre primitif du filetage hélicoïdal externe de la vis à recirculation

de billes. En outre, l'opération de mise en position des traitements ter-

minaux en utilisant des doigts de centrage ou de maintien augmente singu-

lièrement la difficulté de réaliser ces traitements terminaux.

La seconde méthode suivant l'art antérieur est utilisée pour réa-

liser des éléments filetés à recirculation de billes caractérisés par une

grande précision. Cette seconde méthode comprend l'exécution d'une opéra-

tion de cylindrage sur la surface cylindrique de la vis à recirculation de billes afin de former un filetage hélicoïdal externe sur cette vis; la formation, par des moyens appropriés, d'un tourillon ou portée d'extrémité ou un autre traitement d'extrémité, le traitement thermique de la pièce d'usinage, et enfin la rectification du filetage hélicoïdal externe de la

vis à recirculation de billes pour lui conférer des dimensions plus pré-

cises par rapport à ce tourillon ou portée d'extrémité ou autre traitement

d'extrémité de la vis. Bien que cette méthode permette d'obtenir un ensem-

ble de vis et écrou à recirculation de billes dont les dimensions et la mise en position sont très sensiblement supérieures à celles obtenues par la première méthode selon l'art antérieur, et rappelée ci-dessus, il est aussi sensiblement coûteux de produire un organe fileté à recirculation

de billes d'après cette seconde méthode que d'en produire un selon la pre-

mière méthode.

Par conséquent, il faudrait pouvoir mettre en oeuvre une méthode

nouvelle de fabrication de vis et écrous à recirculation de billes de qua-

lité commerciale ou industrielle, tout en évitant les difficultés qui accompagnent la première méthode selon l'art antérieur en ce qui concerne la localisation des traitements terminaux de la vis à recirculation de

billes par rapport au filetage hélicoïdal externe de cette vis. La nou-

velle méthode devrait de préférence être plus facile à réaliser et à adap-

ter aux procédés d'automatisation, tout en permettant d'obtenir une vis 4 -

à recirculation de billes dont la précision soit supérieure à celle obte-

nue par la première méthode selon l'art antérieur. Pour de nombreuses ap-

plications commerciales, il est souhaitable qu'une vis à recirculation de

billes possède un degré de précision qui soit intermédiaire entre ceux ob-

tenus par les première et seconde méthodes de l'art antérieur. Par consé-

quent, il existe également une demande pour une méthode économique d'ob-

tention d'un filetage externe hélicoïdal sur une vis à recirculation de billes, cette méthode devant permettre de produire un tel filetage sur une pièce de précision moyenne, c'est-à-dire située entre les deux degrés

de précision des deux méthodes rappelées plus haut, et cela à un coût sen-

siblement inférieur à celui qu'entrafne la fabrication de vis à recircula-

tion de billes selon la seconde méthode de l'art antérieur qui a été rap-

pelée ci-dessus.

La présente invention prévoit à cet effet une méthode économique de formation d'un filetage hélicoïdal de vis à recirculation de billes sur une pièce d'usinage, le filetage ainsi obtenu ayant une précision moyenne

par rapport aux méthodes connues de formation de telles vis à recircula-

tion de billes. La méthode suivant la présente invention évite les diffi-

cultésqu'entratne l'utilisation de doigts de localisation dans le cas de

la première méthode de l'art antérieur, tout en évitant également l'opé-

ration coûteuse de rectification qu'exige la seconde méthode suivant l'art antérieur.

Plus particulièrement, la méthode selon la présente invention pré-

voit la formation d'une vis à recirculation de billes dans une pièce à usiner qui comprend une première extrémité, une seconde extrémité opposée

à la première, un axe longitudinal reliant la première extrémité à la se-

conde, une partie cylindrique interposée entre la première extrémité et

la seconde, et une surface extérieure cylindrique sur ladite partie cylin-

drique. La méthode comprend deux phases d'usinage. La première phase d'u-

sinage est destinée à former un filetage externe hélicoïdal de vis à re-

circulation de billes dans ladite surface extérieure cylindrique, ce file-

tage étant formé au cours de la première opération d'usinage par rapport à ladite surface extérieure cylindrique. Le filetage externe hélicoïdal de la vis à recirculation de billes est constitué par une gorge hélicoïdale à section transversale partiellement circulaire et laisse subsister à c8té de ce filetage une crAte à surface hélicoidale. La seconde phase d'usinage

a pour objet d'usiner un tourillon ou portée d'extrémité, ou autre trai-

tement terminal, à ladite première extrémité de la pièce à usiner, ce tou-

rillon ou portée ou autre traitement terminal étant localisé pendant cette seconde opération d'usinage par rapport à la crête à surface hélicoïdale

sur le filetage externe hélicoYdal de la vis à recirculation de billes.

Suivant un mode préféré de réalisation, la surface extérieure cy-

lindrique est rectifiée sur une rectifieuse "'Icenterless" avant d'effectuer lesdites première et seconde phases d'usinage. En outre, dans ce mode pré- féré de réalisation, la pièce à usiner est trempée par induction entre les première et seconde phases d'usinage. Si besoin est, la crête à surface hélicoYdale peut 9tre rectifiée sur une rectifieuse centerless entre les

première et seconde phases d'usinage.

Un des principaux buts de la présente invention consiste à pré-

voir une méthode de fabrication d'un filetage hélicoYdal pour vis à re-

circulation de billes avec un degré pré-établi et moyen de précision, sur

une telle vis à recirculation de billes. Un autre but de l'invention con-

siste à prévoir une méthode économique d'usinage d'un filetage externe hé-

licoldal de vis à recirculation de billes sur une pièce d'usinage. Plus

particulièrement, l'un des buts de la présente invention consiste à pré-

voir une méthode de fabrication d'une vis à filetage externe hélicoïdal pour la recirculation de billes, de qualité commerciale ou industrielle,

et dont le degré de précision est intermédiaire entre les degrés respec-

tifs de précision obtenus avec les deux méthodes de l'art antérieur qui

ont été décrits dans le préambule de la présente description. Par ailleurs,

un autre but de l'invention'consiste à prévoir un procédé de fabrication

d'une vis à recirculation de billes à filetage externe hélicoïdal de qua-

lité commerciale ou industrielle tout en évitant l'usage de doigts de

maintien en position ou d'une opération de re-rectification.

Ces différents buts, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres encore, ressortiront clairement pour tout spécialiste dans l'art

à la lecture de la description détaillée qui suit et se rapporte-au dessin

annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est une vue avec arrachement partiel d'une partie d'un ensemble de vis et écrou à recirculation de billes selon l'art antérieur; La FIGURE 2 est une vue en coupe faite à plus grande échelle à travers un élément dudit ensemble, réalisé conformément à un procédé de l'art antérieur; La FIGURE 3 est une vue en coupe, analogue à la Figure 2, faite

a travers un élément d'un ensemble, l'usinage en étant effectué conformé-

ment à la méthode de la présente invention;

La FIGURE 4 est une vue partielle en plan d'un élément de l'en-

semble, réalisé suivant la présente invention, et -6-

La FIGURE 5 est une vue en bout de l'élément représenté Figure 4.

Si l'on se reporte au dessin, et plus particulièrement aux Figu-

res 1 et 2, on voit qu'un ensemble typique de vis et écrou à recirculation de billes 10 comprend une vis caractéristique à recirculation de billes 12, cet ensemble étant réalisé conformément à l'art antérieur. Cet ensemble 10 et la vis à recirculation de billes 12 constituent un exemple-type

de dispositif que la présente invention permet de réaliser.

L'élément constitué par la vis à recirculation de billes 12 sui-

vant l'art antérieur est un corps allongé ayant une première extrémité 14 et une seconde extrémité (non représentée) opposée à la première, Un axe

longitudinal 16 relie ces deux extrémités.

La première extrémité 14 de la vis 12 est pourvue de moyens ter-

minaux appropriés destinés à coopérer avec divers éléments de machine. La vis 12 représentée comporte un tourillon ou portée d'extrémité 18 ayant une surface cylindrique terminale 20 destinée à permettre le montage en rotation de la vis à recirculation de billes 12. Ce tourillon terminal 18 peut présenter une première surface d'extrémité 22 perpendiculaire à l'axe longitudinal 16 ainsi qu'une ouverture 24 qui traverse perpendiculairement

le tourillon terminal 18. Cette ouverture 24 peut être utilisée pour ac-

coupler la vis à recirculation de billes 12 à d'autres éléments de machine du dispositif, non représenté, qui utilise l'ensemble 10 à recirculation

de billes.

La vis 12 à recirculation de billes comprend en outre une partie

cylindrique 26 de plus grand diamètre interposée entre la première extré-

mité 14 et la seconde extrémité. Un filetage externe hélicoïdal 28 de vis à recirculation de billes est formé sur la partie cylindrique 26 de plus grand diamètre. Comme le montre la Figure 2, cette vis à recirculation de billes comprend au moins une gorge hélicoïdale 30 à section transversale partiellement circulaire. Au moins une crête hélicoïdale 32 est formée à

c8té de cette gorge hélicoïdale 30. Comme le montre la Figure 1, un épau-

lement radial 34 est formé entre la partie cylindrique élargie 26 de la vis à recirculation de billes 12 et la surface cylindrique 20 du tourillon terminal.

Un écrou 36, ainsi qu'il est bien connu dans l'art, et par con-

séquent non représenté ni décrit en détail ici, peut se visser sur la par-

tie cylindrique élargie 26 de la vis 12. Cet écrou présente un filetage interne ou femelle 38 complémentaire du filetage externe hélicoïdal 28 de la vis 12 à recirculation de billes. Plusieurs billes de roulement 40 sont interposées entre le filetage externe hélicoïdal 28 et le filetage - 7-

interne 38, suivant un mode connu.

Si l'on se réfère à la Figure 2, on y voit une vue partielle de détail du filetage externe hélicoïdal 28 de la vis 12 à recirculation de

billes mais réalisé conformément à la méthode de l'art antérieur.

Lorsque la vis 12 à billes est réalisée suivant cette première mé-

thode de l'art antérieur, le filetage externe hélicoïdal 28 est formé ini-

tialement à partir de la surface cylindrique originale 42 de la partie cy-

lindrique élargie 26 grâce à une opération de cylindrage. La gorge héli-

condale 30 formée par cette opération de cylindrage a une tolérance de

l'ordre de moins de 1 mm. par màtre linéaire.

L'opération de cylindrage produit une crgte hélicoïdale 32 à sur-

face irrégulière, cormme le montre la Figure 2. Cette crkte hélicoïdale 32 n'offre par conséquent guère d'utilité pour les traitements terminaux de localisation relatifs au filetage externe hélicoïdal 28 de la vis en - vue d'opérations ultérieures d'usinage. Si des opérations de façonnage et

de finition qui constituent les traitements terminaux sont centrées ou re-

pnrées par rapport à la surface définie par cette crgte hélicoïdale 32,

on introduit tun défaut substantiel de précision en raison de l'irrégula-

rité de la surface en question. De plus, par suite de l'angle d'hélice de la oorge hélicoïdale 30, celle-ci est difficile à utiliser pour la mise en position et l'usinage qluimpliquent les traitemeents terminaux par rapport au filetage externe hélicoïdal 28 de la Viso L'utilisation de doigts de mise en place ou de repérage pour déterminer la position des

opérations de finissage dans les traitements terminaux concernant le dia-

mètre primitif de la gorge hélicoïdale 30 est, comme on sait, plus pré-

cis si l'on utilise la crête hélicoïdale 32 pour localiser ces traitements terminaux mais plus difficile dans l'exécution par des moyens classiques

ou par des moyens d'automation.

Certains parmi ces traitements terminaux de la vis 12 à recircu-

lation de billes peuvent etre repérés par rapport à d'autres traitements

terminaux. Par exemple, les traitements terminauw: tels que celui qui s'ap-

plque à la première surface d'extrémité 22, à l'ouverture 24 et à l'é-

paulement radial 34, indiqués sur la Figure 1, peuvent 9tre repérés par rapport à la surface cylindrique 20 du tourillon d'extrémité, après que

cettE surface cylindrique du tourillon ait été repérée elle-m9me par rap-

port à la crUte cylindrique 32 ou à la gorge hélicoïdale 30.

La première méthode de l'art antérieur décrit plus haut sert à

produire des vis à recirculation de billes de qualité commerciale ou in-

dustrielle dont la précision est modérée.

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Bien que la vis à recirculation de billes 12 obtenue par l'opéra-

tion de cylindrage soit comparativement économique, l'accumulation de to-

lérances entre la gorge hélicoldale 30 et les différents traitements ter-

minaux est inacceptable dans certaines applications. Par conséquent, sui-

vant une variante de la méthode conforme à l'art antérieur, on exécute par

exemple une opération complémentaire de rectification sur la gorge héli-

coidale 30 afin de réduire l'effet de cette accumulation de tolérances

après qu'au moins un traitement terminal présélectionné ait été repéré.

L'outil de rectification utilisé pour exécuter l'opération complémentaire de rectification sur la gorge hélicoïdale 30 est repéré par rapport au traitement terminal présélectionné appliqué à la vis 12 à recirculation

de billes, ce traitement étant essentiellement constitué par la réalisa-

tion de la surface cylindrique 20 du tourillon d'extrémité. La seconde

opération de rectification réduit sensiblement l'accumulation de tolé-

rance entre les traitements terminaux et la gorge hélicoïdale 30 jusqu'à

une valeur comprise entre 0,0166 et 0,0416 mm par mètre linéaire.

Bien que la seconde méthode selon l'art antérieur permette d'ob-

tenir une vis 12 à recirculation de billes de grande précision, il est

aussi très onéreux de recourir à une deuxième opération de rectification.

Par conséquent, la seconde méthode selon l'art antérieur ne sera utilisée

que si l'on désire obtenir une vis à recirculation de billes de très gran-

de précision.

- D'autre part, la seconde méthode selon l'art antérieur produit toujours une crête hélicoïdale 32 de forme irrégulière. Par conséquent, il faut prévoir un intervalle important entre la crête hélicoïdale 32 du filetage externe hélicoïdal 28 de la vis à reciruclation de billes et la

crête hélicoïdale correspondante 43 du filetage interne hélicoïdal cor-

respondant de l'écrou afin d'éviter que des parties de la crête 32 portent

contre des parties de la crête 43.

Ainsi qu'il ressortira clairement pour tout spécialiste dans l'art, une vis 112 à recirculation de billes, que montrent les Figures 3, 4 et 5, est obtenue suivant la présente invention à partir d'une pièce d'usinage

semblable à celle utilisée pour obtenir la vis 12 à recirculation de bil-

les décrite ci-dessus. Comme le montre notamment la Figure 4, la vis 112

présente une première extrémité 114 et une seconde extrémité (non repré-

sentée), opposée à la première. Un axe longitudinal 116 s'étend entre la première extrémité 114 et la seconde extrémité de la vis 112. Certains traitements terminaux sont appliqués à la première extrémité 114 à partir de la vis à recirculation de billes, tels qu'un tourillon d'extrémité 118

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qui présente une surface cylindrique 120, une première face plane d'ex-

trémité 112 et une ouverture transversale 124.

La vis à recirculation de billes 112 est pourvue en outre d'une

partie cylindrique élargie 126 pour la formation du filetage externe héli-

coldal 128 comprenant au moins une gorge hélicoïdale 130 et une crête hélicoidale 132. Enfin, un épaulement radial plat 134 est formé entre la

partie cylindrique élargie 126 et l'extrémité interne de la surface cylin-

drique 120 du tourillon 118.

Suivant la méthode de la présente invention, et comme le montre au

mieux la Figure 3, la surface cylindrique originale 142, qui n'est repré-

sentée que schématiquement, de la partie cylindrique élargie 126 de la

vis 112 à recirculation de billes, est usinée jusqu'à une tolérance prédé-

terminée par une opération de rectification exécutée sur une rectifieuse centerless afin de former une nouvelle surface cylindrique 144o Ensuite, une ou plusieurs gorges hélicoïdales 130 sont usinées dans la nouvelle surface cylindrique 144. L'opération d'usinage qui permet d'obtenir la gorge hélicoïdale 130 est effectuée en se repérant sur la nouvelle surface cylindrique 144. Il convient de noter que, pendant l'usinage de la gorge hélico!dale 130, la crête hélicoidale 132 formée à côté de cette gorge ne sera pas affectée de façon appréciable par l'opération d'usinage. Ainsi,

la crête hélicoïdale 132 formera une surface de crête hélicoïdale sensi-

blement identique à la nouvelle surface cylindrique 144 décrite ci-dessus.

La gorge hélicoïdale 130 aura une précision de l'ordre de 0,25 mm par mè-

tre linéaire. Il faut observer ici que cette accumulation de tolérances représente une valeur moyenne entre celle constatée dans l'application des deux méthodes selon l'art antérieur pour former la gorge hélicoïdale

dans la vis 12 à recirculation de billes. Dans la pratique, cette ac-

cumulation moyenne de tolérancesest satisfaisante pour de nombreuses ap-

plications. Par conséquent, la surface de la crete hélicoïdale 144 peut être utilisée après usinage de la-gorge hélicoïdale 130 de manière à repérer avec précision la position des outils d'usinage utilisés pour exécuter

les opérations finales d'usinage lors des traitements terminaux à effec-

tuer sur la vis 112 à recirculation de billes ou pour situer correctement le filetage à billes pour un nouvel usinage, s'il y a lieu. En outre, si l'opération d'usinage adoptée pour former la gorge hélicoïdale 130 est à l'origine de défauts dans la surface 144 de la crête hélicoïdale, on peut

effectuer une seconde opération de rectification par ectifieuse center-

less sur cette surface 144 de la crête hélicoïdale pour la rendre impec-

qu'on - 10 -2559083

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cable, si nécassaire, afin qu'on puisse l'utiliser de manière fiable pour

situer la position des traitements terminaux par rapport à la vis à re-

circulation de billes 112.

Suivant le procédé de la présente invention, la pièce d'usinage à partir de laquelle on doit former la vis 112 à recirculation de billes se- ra de préférence trempée après usinage de la gorge hélicoïdale 130. On peut aussi, éventuellement, effectuer en même temps la trempe par induction du

*tourillon d'extrémité 118.

Ensuite, les opérations de finissage peuvent être exécutées durant les différents traitements terminaux sur la vis à recirculation de billes

112. Les outils utilisés pour ces opérations de finissage durant les trai-

tements terminaux de la vis 112 sont placés avec précision par rapport à la surface hélicoïdale de crête 144. Les opérations de finissage peuvent

comprendre l'usinage de la surface cylindrique 120 du tourillon d'extré-

mité 118 afin de réduire l'accumulation ou l'addition de tolérances entre cette surface cylindrique du tourillon et le filetage externe hélicoïdal

128 de la vis.

D'autres opérations d'usinage peuvent être exécutées lors des trai-

tements terminaux de la vis à recirculation de billes 112 par rapport à la surface hélicoïdale de crête 146 ou à la nouvelle surface hélicoïdale de crête 148, par exemple le pergage d'une ouverture transversale 124 et la rectification superficielle de la première surface terminale 122 et de l'épaulement radial 134. Les spécialistes dans l'art apprécieront le fait qu'à cet instant différentes autres opérations d'usinage peuvent être en-

visagées pour d'autres traitements terminaux appropriés de la vis 112 à

recirculation de billes.

De même, ces spécialistes dans l'art apprécieront également le fait que la localisation ou le repérage de ces opérations de finissage

par rapport à la surface hélicoïdale de crête 144 s'effectue plus facile-

ment qu'en utilisant des doigts de repérage ou en ayant recours à une deu-

xième opération de rectification, et aussi que cette localisation peut se

faire facilement par des moyens automatiques. La méthode suivant la pré-

sente invention permet de réaliser une vis 112 à recirculation de billes

dont l'addition ou l'accumulation des tolérances entre la gorge hélicol-

dale 130 et les différents traitements terminaux de la vis est intermé-

diaire entre les additions de tolérances constatées lors de l'application

des autres méthodes selon l'art antérieur qui ont été décrits plus haut.

Néanmoins, la méthode suivant la présente invention est d'une exécution moins onéreuse sur la pièce à usiner, en comparaison des méthodes selon

l'art antérieur. Ainsi, pour les applications pouvant supporter une tolé-

rance dans la gamme de 2 à 10 centièmes de mm, la méthode suivant la pré-

sente invention est extrgmement favorable quant aux économies qu'elle per-

met de réaliser. En outre, la méthode suivant la présente invention permet de réaliser une vis à recirculation de billes 112 qui se caractérise par une amélioration considérable de la précision de la mise en position, de la rectitude, de la concentricité et de l'uniformité du diamètre extérieur par rapport à la vis 12 de l'art antérieur obtenue par une seule opération

de cylindrage, sans recourir à une seconde opération d'usinage.

Par ailleurs, étant donné que la surface hélicoïdale de crête 144

obtenue gréce à la méthode de la présente invention est pratiquement rec-

tiligne et ronde, on peut, s'il y a lieu, lui donner des proportions plus proches des dimensions de la crUte hélicodale 43, représentée Figure 1, de la gorge hélicoïdale inteine 38 de l'écrou 36 destiné à être utilisé

conjointement à la vis 112 des Figures 3 à 5.

Enfin, à partir de la vis 112 à recirculation de billes décrite ci-dessus on peut réaliser un élément à recirculation de billes de grande précision en effectuant une seconde opération de rectification afin de

rectifier de nouveau la gorge hélicoldale 130 avec davantage de précision.

Cette seconde opération de rectification peut être exécutée après repé-

rage par rapport à la surface 144 de la crête hélico!dale, ce qui accroit la précision de la vis à un degré supérieur à celui atteint dans les vis

à recirculation de billes de grande précision de l'art antérieur.

La description qui précède se réfère à un mode de réalisation de

l'invention qui, de l'avis de l'inventeur, est le meilleur possible. Tou-

tefois, des variantes et modifications pourront éventuellement venir à

l'esprit de tou spécialiste dans l'art sans s'écarter cependant des prin-

cipes de base de l'invention.

- 12 -

Claims

REVENDICATIONS

1. Méthode d'usinage d'une vis du type à recirculation de billes à partir d'une pièce à usiner (112) qui présente une première extrémité (114), une seconde extrémité opposée à la première, un axe longitudinal (116) situé entre la première et la seconde extrémité, une partie cylin- drique (126) interposée entre ces première et seconde extrémités, et une surface cylindrique externe (142) formée sur ladite partie cylindrique (126), cette méthode étant caractérisée par le fait qu'elle comprend les phases suivantes:

a) une première phase d'usinage pour former un filetage héli-

coldal (128) pour la recirculation de billes dans ladite surface cylindri-

que externe (i42) de la pièce à usiner (112), ce filetage hélicoïdal (128)

de vis à recirculation de billes étant situé et repéré pendant cette pre-

mière phase d'usinage par rapport à ladite surface externe cylindrique (142), ce même filetage hélicoïdal (128) comprenant une gorge (130) à section transversale partiellement circulaire et une surface hélicoïdale de crête (132) adjacente à ladite gorge, et b) une seconde phase d'usinage pour les traitements terminaux à exécuter sur la pièce adjacents à ladite première extrémité (114) de la pièce, lesdits traitements terminaux étant situés et repérés, pendant la seconde phase d'usinage, par rapport à ladite surface hélicoïdale de

crête (132).

2. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée par le fait

qu'elle comporte, avant ladite première phase d'usinage, une phase complé-

mehtaire qui consiste à rectifier sur une rectifieuse centerless ladite

surface externe cylindrique (142) de la pièce à usiner.

3. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée en outre par le fait qu'elle comporte, entre les première et seconde phases, une phase

complémentaire qui consiste à tremper par.induction ladite partie cylin-

-drique (126) de la pièce à usiner.

4. Méthode selon la Revendication 1,caraatérisée par le fait qu'el-

le consiste à introduire, entre les première et seconde phases d'usinage,

une phase intermédiaire d'usinage par rectification sur rectifieuse cen-

terless de ladite surface hélicoïdale de crête (132, 144) dudit filetage

hélicoïdal (128) de la vis à recirculation de billes.

5. Vis à recirculation de billes (112) obtenue par la méthode dé-

crite dans la Revendication 4.

6. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre, entre les première et seconde phases d'usinage,

- 13 -

une phase complémentaire qui consiste à tremper par induction ladite par-

tie cylindrique (126) de la première extrémité (114) de la pièce à usiner.

7. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée en outre par le

fait qu'après ladite première phase d'usinage on exécute la phase complé-

mentaire qui consiste à usiner une face terminale (122) sur au moins une

des extrémités de la pièce à usiner, cette face terminale (122) étant re-

pérée et située pendant cette phase complémentaire par rapport audit fi-

letage helico!dal (128) de la vis à recirculation de billes.

8. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits traitements terminaux consistent à former un tourillon ou portée d'extrémité (118) axialement aligné par rapport audit filetage hélicoïdal

(128) de la vis à recirculation de billes.

9. Méthode selon la Revendication 1, caractérisée en outre par le fait qu'après la seconde phase d'usinage on exécute une phase qui consiste

à rectifier de nouveau ladite gorge hélicoïdale (130) à section transver-

sale partiellement circulaire par rapport à ladite surface hélico!dale de

crête (132).

10. Méthode pour obtenir une vis (112) à recirculation de billes

à partir d'une pièce à usiner, cette vis présentant une première extremi-

té (114), une seconde extrémité opposée à la première, un axe longitudinal

(116) reliant ces deux extrémités, une partie cylindrique (126) interpo-

sée entre lesdites première et seconde extrémités, et une surface cylin-

drique externe (142) sur ladite partie cylindrique (126), cette méthode étant caractérisée par le fait qu'elle comprend: a) une première phase d'usinage par rectifieuse centerless de ladite surface externe cylindrique (142) de la partie cylindrique (126) de la pièce à usiner;

b) une seconde phase d'usinage qui consiste à former un file-

tage hélico!dal de vis à recireulation de billes (128) dans ladite surface externe hélicoïdale (144), ce filetage (128) étant repéré et situé par rapport à ladite surface externe cylindrique (142) pendant la seconde phase d'usinage, tandis que ce même filetage hélicoïdal (128) comprend

une gorge hélico!dale (130) à section transversale partiellement circulai-

re (130) ainsi qu'une surface hélicoïdale de crête (144) adjacente à cette gorge, et c) une troisième phase d'usinage qui consiste à former un tourillon terminal (118) sur ladite première extrémité (114) de la pièce à usiner (112), ce tourillon terminal (118) étant repéré et situé pendant cette troisième phase d'usinage par rapport à ladite surface hélico!dale

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de crête (144).

11. Méthode selon la Revendication 10, caractérisée par le fait

qu'elle comporte en outre entre lesdites seconde et troisième phases d'u-

sinage une phase complémentaire qui consiste à effectuer la trempe par in-

duction de ladite partie cylindrique (126) de la pièce à usiner.

12. Méthode selon la Revendication 10, caractérisée en outre par le fait qu'après ladite seconde phase d'usinage on effectue une trempe par induction de ladite partie cylindrique (126) de la première extrémité

(114) de la pièce à usiner.

13. Méthode selon la Revendication 10, carcatérisée par le fait

qu'elle comprend en outre, entre les seconde et troisième phases d'usi-

nage, une phase intermédiaire d'usinage par rectification sur rectifieuse

centerless de ladite surface hélicoïdale de crête (132) de la vis à re-

circulation de billes.

14. La vis à recirculation de billes (112) obtenue par la méthode

décrite dans la Revendication 13.

15. Méthode selon la Revendication 10, caractérisée en outre par

le fait qu'elle comprend, après la seconde phase d'usinage, la phase com-

plémentaire qui consiste à usiner une face terminale (122) sur au moins

une extrémité de la pièce à usiner.

16. Méthode selon la Revendication 15, caractérisée par le fait

que ladite face terminale (122) est repérée au cours de ladite phase com-

plémentaire d'usinage par rapport à ladite surface hélicoïdale de crête

(132).

17. Méthode selon la Revendication 10, caractérisée par le fait

qu'elle comprend, après ladite première phase d'usinage, la phase complé-

mentaire qui consiste à former un moyen de montage (118) sur la piece à usiner à proximité d'une des deux extrémités de la pièce, ce moyen de

montage (118) étant repéré pendant ladite phase complémentaire par rap-

port à ladite surface hélicoïdale de crête (132).

18. Méthode d'usinage d'une vis à recirculation de billes à par-

tir d'une pièce à usiner (112) comprenant une première extrémité (114),

une seconde extrémité opposée à la première, un axe longitudinal (116) re-

liant ces deux extrémités, une partie cylindrique (126) interposée entre ces deux extrémités, et une surface externe cylindrique (142) sur ladite partie cylindrique (126), cette méthode étant caractérisée par le fait qu'elle comprend les phases suivantes: a) une première phase qui consiste à rectifier sur rectifieuse

centerless ladite surface externe cylindrique (142) de ladite partie cy-

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lindrique (126) de la pièce à usiner;

b) une seconde phase qui consiste à usiner un filetage héli-

coYdal (128) de vis à recirculation de billes sur ladite surface externe cylindrique (142), ce filetage (128) étant repéré et situé pendant cette seconde phase d'usinage par rapport à ladite surface externe cylindrique

(142), ce filetage (128) présentant une gorge hélicoïdale à section trans-

versale partiellement circulaire (130) et une surface hélico!dale de crgte (132) adjacente à cette gorge,

c) une phase qui consiste à tremper par induction ladite par-

tie cylindrique (126) de la pièce à usiner;

d) une troisième phase d'usinage par rectification sur recti-

fieuse centerless de ladite surface hélicoïdale de crête (144) de la gor-

ge hélicoïdale (130), et e) une quatrième phase qui consiste à usiner un tourillon terminal ou portée (118) sur ladite première extrémité (114) de la pièce à usiner, ce tourillon ou portée (118) étant repéré et situé pendant cette quatrieme phase d'usinage par rapport à ladite surface hélicoldale de

crête (144).

19. Vis à recirculation de billes (112) réalisée conformément à

la méthode de la Revendication 18.

20. iéthode selon la Revendication 18, caractérisée en outre par le fait qu'après ladite troisième phase d'usinage on rectifie à nouveau

ladite gorge helicoLdale (130) à section transversale partiellement circu-

laire par rapport a ladite surface hélico7dale de crête (144).