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PROCEDE ET MACHINE POUR L'USINAGE DE ROUES DENTEES.
Les roues dentées sont usinées de nombreuses façons par mortaisa- ge ou par fraisage. Lorsque des quantités de matière relativement grandes, doivent être enlevées, un dégrossissage (ébauchage) est effectué avant le dressage ou le meulage. L'invention propose d'effectuer ce travail de dégros- sissage par un fraisage par à-coups, qui sera appelé ci-après fraisage d'é- bauchage.
Il convient d'entendre ci-après par fraisage débauchage une sorte d'usinage au cours duquel une ou plusieurs dents de fraise à allure rapide, armées de métal dur,entrent séparément en prise avec la pièce d'oeuvre et, enlèvent de minces copeaux, à une grande allure de coupeo Cet enlèvement de fins copeaux pourrait peut être, de prime abord, paraître inapproprié pour l'usinage préalable des roues dentéeso Mais en fait, par ce fraisage d'ébau- chage, le dégrossissage s'effectue en un temps beaucoup plus court qu'il n'é- tait possible-de l'obtenir jusqu'ici par l'ébauchage connu. De plus, il ne se produit pas de marques de broutage ou d'irrégularités de ce genre à la sur- face supérieure, bien que l'on puisse s'attendre à cela lors du nombre de tours élevé.
Le procédé nouveau trouve toute sa signification pour la fabrication de roues coniques, du fait que les procédés de mortaisage ou de fraisage usuels jusqu'ici pour la fabrication de ces roues présentent de graves inconvénientso
La conformation de la machine destinée à la mise en oeuvre du pro- cédé, qui fait également l'objet de l'invention, est aussi essentielle pour l'obtention de'l'effet désiré,, La fraiseuse pour roues dentées nouvelle tra- vaille avec un chariot porte-outil, qui porte le moteur de la fraiseuse, le mécanisme travaillant grâce à une commande par courroie et l'outil, tandis que la pièce d'oeuvre se trouve sur un support pivotant connu, avec-appareil diviseur., Le chariot est avantageusement animé d'un mouvement alternatif en direction verticale et ce, entre deux supports, la courroie de commande con- tournant l'un desdits supports.
Ceci assure une construction très serrée, pratiquement exempte'de vibrations, et une machine cependant accessible etc' d'une bonne disposition, qui peut répondre, dans une grande mesure, aux sol-
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licitations particulières dues au fraisage. Les extrémités supérieures des deux supports sont reliées par un élément de pont, qui peut par exemple avoir la forme d'une plaque dé base, sur laquelle est montée la commande du chariot porte-outil. La conformation de cette commande et sa connexion forment éga- lement l'un des objets de l'invention.
Le dessin représente un exemple de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre la machine vue de face.
La figure 2 la montre vue de dessus.
La figure 3 la montre vue de coté..
Le banc 1 de la machine se termine par deux supports verticaux ou montants 2 et 3, entre lesquels le chariot 4 se déplace en un mouvement ascendant et en un mouvement descendant. Le chariot porte, au côté postérieur de la machine, le moteur 5 de la fraiseuse, qui, par l'intermédiaire d'une courroie de commande en forme de coin 6, qui contourne le support 3, comman- de directement l'arbre 7 de la fraiseuse, sur l'extrémité antérieure duquel est montée la fraiseuse d'ébauchage 8. La commande de ce chariot, maintenu de façon extraordinairement simple, se fait à partir d'un arbre vertical 9, qui est commandé par l'arbre 11, par l'intermédiaire d'un engrenage conique 10.
Le moteur 12, pour le mouvement de soulèvement et de descente du chariot, commande,par l'intermédiaire de la courroie de commande en forme de coin 13, tant l'arbre de descente 14 que l'arbre de montée 15. L'arbre 14 met en rotation un mécanisme réglable sans échelons, 16, qui transmet son mouvement à l'arbre 11, par l'intermédiaire de l'arbre17 et des roues dentées 18 et 19. L'allure de descente du chariot et, par suite, de la fraiseuse d'ébau- chage est donc réglable dans une grande mesure et sans échelons, si bien que l'on peut obtenir toute vitesse d'avancement désirée pour la fraiseuse.
L'allure de montée est une allure rapide. L'arbre 15 mène, sans interven- tion d'un mécanisme de réglage ou analogue, la roue dentée 20, qui, de son côté, commande la roue 19. L'arbre qui travaille, soit 15, soit 17, est ac- couplé par des accouplements qui sont disposés dans le boîtier 21.
L'inversion des accouplements se fait automatiquement à l'aide des butées 23 et 24, déplaçables sur la tige 22, mobile longitudinalement, butée qui entre en contact avec une saillie correspondante 25 du chariot 4 et actionne les accouplements par déplacement de la tige.
La pièce d'oeuvre 26 est placée, de façon connue, sur le sup- port pivotant 27, sur lequel est également prévu l'appareil diviseur 28.
L'ensemble du support est mobile en direction des montants 2 et 3, sur. les voies 29. Afin que le support puisse répondre aux exigences particuliè- res du fraisage d'ébauchage, il est pourvu d'un dispositif de serrage,qui le maintient rigidèment dans ses guidages, de façon qu'aucune marque d'usi- nage ne puisse se faire sur la pièce d'oeuvre.
Le dispositif de serrage se compose, selon l'invention, d'un écrou d'écartement 30, prévu sur larbre 31, pour les roues dentées à pivo- tement 32 et 33, engrènent avec les segments à pivotement 34 et 35. Par le serrage de l'écrou 30 sur l'axe '36, les deux parties sont écartées l'une de l'autre, si bien que les brides 37 et 38 appuient contre les segments à pivotement 34 et 35 et les poussent contre les faces internes des voies 29. Le support pivotant est donc maintenu de façon extraordinairement fer- me dans ses guidages et ne peut pas se décaler, même lors des;sollicitations sous forme de chocs dues au fraisage. De cette façon., on obtient déjà un degré de précision relativement élevé lors du dégrossissage.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que l'on ne fraise pas les creux des dents au moyen d'un ou de plusieurs cou- teaux de même profil travaillant par à-coups, mais que l'on effectue le frai- sage par degrés, au moyen de couteaux successifs, travaillant par à-coups, profilés de façon différente, dont le premier produit une rainure de la lar- geur de la base du creux, jusqu'à la base dudit creux, tandis que les couteaux suivants enlèvent,par échelons, des parties de la matière laissée par le pre-
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mier couteau. Du fait que le fraisage est effectué jusqu'à la base de la dent, lors du finissage subséquent par les couteaux à raboter, ces derniers n'ont pas à couper sur plusieurs faces mais uniquement au flanc de.la dent.
La nature très simple de ce procédé est due au fait que les cou- teaux successifs pratiquent dans l'ébauche des rainures rectangulaires, de largeur croissante lorsque la profondeur diminue, chaque couteau ne travail- lant que par son côté frontal. Pour ne pas obtenir de degrés trop marqués dans le profil du creux de dent, on donnera utilement une forme trapézoida- le au couteau ou aux couteaux qui produisent les rainures les plus larges, pour mieux les adapter au profil du creux de dent, et réduire au minimum le finissage.
Ces couteaux coupent donc par trois côtés, ce qui, toutefois, peut être exigé d'eux, puisqu'ils n'agissent que les dernierso
On peut toutefois, si l'on veut pousser plus loin le dégrossi- ssage, de façon qu'il n'y ait lieu d'effectuer qu'un finissage pratiquement nul, faire travailler encore d'autres couteaux ou l'ensemble des couteaux tant à la face frontale qu'aux côtés tournée vers les flancs des dents, si l'on protège les couteaux de toutes sollicitations excessives, par exemple en diminuant l'avancement ou en multipliant le nombre des couteaux. Les couteaux peuvent également être conformés de telle façon qu'à l'exception de ceux qui pratiquent le fraisage de la base, ils ne coupent que latérale- ment.
Avec les derniers genres cités de conformation des couteaux, il est possible de réaliser, par le fraisage d'ébauchage, des profils simples, qui ne nécessitent pratiquement aucun travail ultérieur, en particulier des profils de crémaillère ou d'autres profils qui présentent, par correction, des flancs de dent pratiquement droits.
L'invention est en outre perfectionnée en ce sens que, lors du fraisage de roues coniques, il n'est pas fraisé une rainure de section constante pour les creux de dents qui vont en s'accroissant mais qu'un ac- croissement des creux se fait vers le côté large. Ceci est possible par le fait que les couteaux dont les faces de coupe se trouvent au-dessus de la tête de la dent, au côté le plus bas de celle-ci, présentent un élargis- sement qui, lors du fraisage du côté le plus étroit au côté le plus large du creux de dents, donne un accroissement de la rainure dans les parties qui se trouvent au-dessus de la partie inférieure de la tête de dent.
La figure 4 des dessins montre le mode de fonctionnement d'une fraiseuse d'ébauchage destinée à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, fraiseuse dont les couteaux, sauf un, ne travaillent que par leur côté frontal.
41 désigne le profil du creux de dent à réaliser et 42 à 45 dési- gnent les différents couteaux, qui sont disposés radialement à la périphérie du porte-couteaux 46 de telle façon qu'un seul couteau à la fois puisse' tra- vailler (pour plus de clarté, les couteaux sont représentés, aux dessins, l'un derrière l'autre) Les couteaux 42 à 44, dont la largeur diminue à me- sure que la longueur augmente, ne travaillent que par leurs faces frontales 42a à 44a, tandis que le couteau 45, qui a à effectuer le travail moindre d'enlèvement de copeaux, travaille non seulement par sa face frontale 45a, mais encore par ses faces latérales 45b et 45c. Comme le couteau 42 a à effectuer le plus important travail d'enlèvement des copeaux,
il est utile de prévoir deux tels couteaux, en opposition, sur le porte-couteaux 46.
La figure 5 montre une fraiseuse dans laquelle seul le couteau 42 travaille par sa face frontale, tandis que les autres couteaux, 43 à 45, ne présentent que latéralement des faces de coupe, 43a à 45a. Lorsqu'on emploie une telle fraiseuse, il n'y a lieu d'effectuer qu'un très minime travaibultérieur, surtout dans le cas de profils à flancs de dents prati- quement rectilignes.
Les figures 6 et 7 montrent la conformation et le fonctionnement d'une fraiseuse d'ébauchage pour l'usinage de roues coniqueso 41 désigne le profil du creux de dent à la périphérie externe de la couronne dentée et ±la désigne le même profil à la périphérie interne de la roue dentée. Les couteaux
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42 à 45 et 47 travaillent ici de la manière décrite lors de l'examen de la figure 5; le-couteau 48 est par contre conformé de telle façon qu'il produi- se un élargissement du creux de dent vers le périphérie externe de la couron- ne dentée, comme on peut le voir d'après les faces hachurées 49 et 50, à la figure 7.
Le procédé nouveau et la machine-outil servant à sa mise en oeuvre se caractérisent par une grande simplicité, une grande rapidité d'usinage et une sécurité de fonctionnement extraordinaire., Malgré sa simplicité, la ma- chine peut répondre à toutes les exigences imposées par les conformations les plus variées de roues d'engrenage.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour l'usinage de roues dentées, caractérisé par le fait que les flancs des dents ou les creux des dents sont usinés par un fraisage par à-coups ou débauchage et sont ensuite finis par l'un des procédés connus (meulage, fraisage).
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PROCESS AND MACHINE FOR MACHINING GEAR WHEELS.
Toothed wheels are machined in many ways by slotting or milling. When relatively large amounts of material need to be removed, roughing (roughing) is performed before dressing or grinding. The invention proposes to carry out this roughing work by step milling, which will hereinafter be called rough milling.
Hereinafter, poaching milling should be understood to mean a kind of machining in which one or more high-speed milling teeth, reinforced with hard metal, engage separately with the workpiece and remove thin chips , at a high cutting speed o This removal of fine chips might, at first glance, seem inappropriate for the pre-machining of toothed wheels o But in fact, by this rough milling, the roughing is carried out in a much shorter time than it was possible to obtain hitherto by the known roughing. In addition, no chatter marks or such irregularities occur on the top surface, although this can be expected with the high number of revolutions.
The new process finds its full significance for the manufacture of bevel gears, owing to the fact that the slotting or milling processes hitherto customary for the manufacture of these wheels have serious drawbacks.
The conformation of the machine for carrying out the process, which is also the subject of the invention, is also essential for obtaining the desired effect. The new milling machine for toothed wheels is also the object of the invention. worth with a tool carriage, which carries the motor of the milling machine, the mechanism working by means of a belt drive and the tool, while the workpiece is on a known swivel support, with-dividing device. , The carriage is advantageously driven by a reciprocating movement in the vertical direction and this, between two supports, the control belt turning one of said supports.
This ensures a very tight construction, practically free of vibrations, and a machine, however accessible, etc., of good disposition, which can respond to a great extent to soil.
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special licitations due to milling. The upper ends of the two supports are connected by a bridge element, which may for example have the form of a base plate, on which the control of the tool carriage is mounted. The conformation of this control and its connection also form one of the objects of the invention.
The drawing represents an exemplary embodiment of the invention.
Figure 1 shows the machine from the front.
Figure 2 shows it from above.
Figure 3 shows it from the side.
The machine bench 1 ends with two vertical supports or uprights 2 and 3, between which the carriage 4 moves in an upward movement and in a downward movement. The carriage carries, at the rear side of the machine, the motor 5 of the milling machine, which, by means of a wedge-shaped drive belt 6, which bypasses the support 3, directly controls the shaft 7. of the milling machine, on the front end of which is mounted the roughing milling machine 8. The control of this carriage, maintained in an extraordinarily simple way, is made from a vertical shaft 9, which is controlled by the shaft 11 , via a bevel gear 10.
The motor 12, for the lifting and lowering movement of the carriage, controls, via the wedge-shaped drive belt 13, both the lowering shaft 14 and the raising shaft 15. The shaft 14 sets in rotation an adjustable mechanism without steps, 16, which transmits its movement to the shaft 11, by means of the shaft 17 and the toothed wheels 18 and 19. The descent rate of the carriage and, consequently, The roughing milling machine is therefore adjustable to a large extent and without steps, so that any desired feed speed can be obtained for the milling machine.
The climb gait is a fast gait. The shaft 15 drives, without the intervention of an adjustment mechanism or the like, the toothed wheel 20, which in turn controls the wheel 19. The working shaft, either 15 or 17, is engaged. coupled by couplings which are arranged in the housing 21.
The reversal of the couplings takes place automatically with the aid of the stops 23 and 24, movable on the rod 22, movable longitudinally, the stop which comes into contact with a corresponding projection 25 of the carriage 4 and actuates the couplings by displacement of the rod.
The workpiece 26 is placed, in a known manner, on the pivoting support 27, on which the dividing device 28 is also provided.
The entire support is movable in the direction of the uprights 2 and 3, on. tracks 29. So that the support can meet the particular requirements of rough milling, it is provided with a clamping device, which holds it rigidly in its guides, so that no machining marks cannot be done on the workpiece.
The clamping device consists, according to the invention, of a spacer nut 30, provided on the shaft 31, for the pivoting toothed wheels 32 and 33, mesh with the pivoting segments 34 and 35. By the tightening the nut 30 on the axis '36, the two parts are separated from each other, so that the flanges 37 and 38 press against the pivoting segments 34 and 35 and push them against the internal faces of the tracks 29. The pivoting support is therefore held in an extraordinarily firm manner in its guides and cannot shift, even during stresses in the form of shocks due to milling. In this way, a relatively high degree of precision is already obtained during roughing.
Another characteristic of the invention lies in the fact that the hollows of the teeth are not milled by means of one or more knives of the same profile working in spurts, but that the milling is carried out. - wise by degrees, by means of successive knives, working in jerks, profiled in different ways, the first of which produces a groove the width of the base of the hollow, up to the base of said hollow, while the following knives remove, in stages, parts of the material left by the first
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mier knife. Due to the fact that the milling is carried out to the base of the tooth, during the subsequent finishing by the planer knives, the latter do not have to cut on several sides but only on the side of the tooth.
The very simple nature of this process is due to the fact that the successive knives make rectangular grooves in the blank, of increasing width as the depth decreases, each knife working only from its front side. In order not to obtain too marked degrees in the profile of the hollow of the tooth, it is useful to give a trapezoidal shape to the knife or the knives which produce the widest grooves, to better adapt them to the profile of the hollow of the tooth, and reduce at least the finishing.
These knives therefore cut from three sides, which, however, may be required of them, since they only act on the lasto
However, if you want to go further with the roughing, so that virtually no finishing needs to be done, still other knives or all the knives need to be worked. both on the front face and on the sides facing the flanks of the teeth, if the knives are protected from all excessive stresses, for example by reducing the advance or by increasing the number of knives. The knives can also be shaped in such a way that except for those which mill the base, they only cut sideways.
With the last mentioned types of conformation of the knives, it is possible to realize, by rough milling, simple profiles, which hardly require any subsequent work, in particular rack profiles or other profiles which present, for example, correction, practically straight tooth flanks.
The invention is further improved in the sense that, when milling bevel gears, a groove of constant section is not milled for the hollows of the teeth which increase in size, but rather an increase in the hollows. is done towards the wide side. This is possible by the fact that the knives whose cutting faces are located above the head of the tooth, on the lower side of the latter, have an enlargement which, when milling on the lower side. narrow at the widest side of the tooth cavity, gives an increase in the groove in the parts which are above the lower part of the tooth head.
FIG. 4 of the drawings shows the mode of operation of a roughing milling machine intended for the implementation of the method according to the invention, a milling machine of which the knives, except one, only work from their front side.
41 designates the profile of the tooth cavity to be produced and 42 to 45 designate the different knives, which are arranged radially at the periphery of the knife holder 46 so that only one knife at a time can be operated ( for greater clarity, the knives are shown, in the drawings, one behind the other) The knives 42 to 44, the width of which decreases as the length increases, only work through their end faces 42a to 44a , while the knife 45, which has to perform the lesser work of removing chips, works not only through its front face 45a, but also through its side faces 45b and 45c. Since the knife 42 has to do the most important chip removal work,
it is useful to provide two such knives, in opposition, on the knife holder 46.
FIG. 5 shows a milling machine in which only the knife 42 works through its front face, while the other knives, 43 to 45, only have cutting faces, 43a to 45a laterally. When such a milling machine is used, only very minimal subsequent work needs to be done, especially in the case of profiles with practically straight tooth flanks.
Figures 6 and 7 show the configuration and operation of a roughing milling machine for machining bevel gears o 41 designates the profile of the tooth cavity at the outer periphery of the ring gear and ± la designates the same profile at the inner periphery of the toothed wheel. Knives
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42-45 and 47 work here in the manner described when examining Figure 5; the knife 48 is on the other hand shaped in such a way that it produces a widening of the tooth hollow towards the outer periphery of the toothed crown, as can be seen from the hatched faces 49 and 50, at figure 7.
The new process and the machine tool used to implement it are characterized by great simplicity, high machining speed and extraordinary operational safety., Despite its simplicity, the machine can meet all the requirements imposed. by the most varied conformations of gear wheels.
CLAIMS.
1. - Process for machining toothed wheels, characterized in that the flanks of the teeth or the hollows of the teeth are machined by jerk milling or debauching and are then finished by one of the known processes (grinding , milling).