FR2466303A1 - Cutter for gear wheel - uses inter-articulating pair of pinion trains to co-ordinate cutter and piece rotation with linear displacements - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la construction de machines-outils et a notamment pour objet les machines à tailler les engrenages. The present invention relates to the construction of machine tools and in particular relates to gear cutting machines.
L'invention peut être utilisée avec succès notamment pour usiner des roues dentées cylindriques et des arbres cannelés. The invention can be successfully used in particular for machining cylindrical gears and splined shafts.
On connait une machine à tailler les engrenages qui comprend un dispositif assurant une rotation relative déterminée de la broche porte-outil et de la broche portepièce à usiner lors de l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre, en vue de la formation en longueur de la dent. A gear cutting machine is known which includes a device ensuring a determined relative rotation of the tool spindle and of the workpiece spindle to be machined during the longitudinal advance of one spindle relative to the other, in order to the lengthwise formation of the tooth.
Pendant l'avance longitudinale, la rotation relative de la broche porte-outil et de la broche portepièce à usiner est déterminée par une chaine cinématique comprenant de longs arbres cannelés disposés dans l'axe du banc, des arbres intermédiaires et des transmissions par engrenages coniques. During the longitudinal advance, the relative rotation of the tool spindle and the workpiece spindle to be machined is determined by a kinematic chain comprising long fluted shafts arranged in the axis of the bench, intermediate shafts and bevel gear transmissions .
Du fait que la chaîne cinématique de la machineoutil comporte de longs arbres cannelés, des arbres intermédiaires et des transmissions par engrenages coniques dont la rigidité et la précision sont insuffisantes, on est obligé de réduire les régimes de coupe pour éviter les vibrations en cours d'usinage et pour ne pas en diminuer la précision
D'autre part, la longueur utile des arbres cannelés disposés suivant l'axe du banc varie, lors de l'avance longitudinale, ce qui aboutit à la variation de la rigidité de la chaine cinématique entre la broche porte outil et la broche porte pièce à usiner lorsque ces dernières changent de position et, par conséquent, nuit encore à la précision d'usinage des pièces par la machine.Because the kinematic chain of the machine tool comprises long splined shafts, intermediate shafts and transmissions by bevel gears whose rigidity and precision are insufficient, it is necessary to reduce the cutting regimes to avoid vibrations during machining and so as not to reduce its precision
On the other hand, the useful length of the fluted shafts arranged along the axis of the bench varies, during the longitudinal advance, which results in the variation of the rigidity of the kinematic chain between the tool holder spindle and the workpiece spindle to be machined when the latter change position and, consequently, still adversely affects the precision of machining of the parts by the machine.
Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients susmentionnés. The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks.
On s'est donc posé le problème de mettre au point une machine à tailler les engrenages comprenant un dispositif pour coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner, tel que sa chaine cinématique assure une grande rigidité de transmission, une précision élevée de l'usinage, et permette de travailler à haut régime sans nuire à la finition. We therefore posed the problem of developing a gear cutting machine comprising a device for coordinating the rotation of the tool-holder spindle and that of the work-holding spindle, such that its kinematic chain ensures a large transmission stiffness, high machining precision, and allows working at high speed without affecting the finish.
Le problème posé est résolu grâce à une machine à tailler les engrenages comprenant un dispositif servant à coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner pendant l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre afin de former la dent en longueur et qui, conformément à l'invention, est pourvu de deux chaines cinématiques réunies entre eiles au moyen d'un élément commun, de manière qu'une chaine puisse pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de cet élément, chacune desquelles étant réalisée avec un rapport de transmission égal à l'unité, et avec le même sens de rotation pour l'élément commun que pour les éléments extremes, l'un d'eux étant accouplé à la broche porte-outil et l'autre à la broche portepièce à usiner de façon que les axes de rotation respectifs de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner soient situés dans des plans parallèles et perpendiculaires aux axes de rotation des éléments extrêmes des chaines. The problem is solved by a gear cutting machine comprising a device for coordinating the rotation of the tool spindle and that of the workpiece spindle during the longitudinal advance of a spindle relative to the other to form the tooth lengthwise and which, in accordance with the invention, is provided with two kinematic chains joined together by means of a common element, so that one chain can pivot relative to the other around of the axis of this element, each of which being produced with a transmission ratio equal to unity, and with the same direction of rotation for the common element as for the extreme elements, one of them being coupled to the tool spindle and the other to the workpiece spindle to be machined so that the respective axes of rotation of the tool spindle and the workpiece spindle are located in planes parallel and perpendicular to the axes of rotation extreme elements of the chai nes.
Ayant remplacé les arbres cannelés qui subissent l'action de la torsion et les roues d'engrenages coniques par un dispositif dans lequel la rotation est transmise au moyen d'éléments rigides résistant à la torsion et qui se présentent sous la forme d'un train de pignons cylindriques engrenés en série et réalisés avec une grande précision, on obtient une liaison cinématique rigide et précise entre la broche porteoutil et la broche porte-pièce à usiner. Having replaced the splined shafts which undergo the action of torsion and the bevel gearwheels by a device in which the rotation is transmitted by means of rigid elements resistant to torsion and which are in the form of a train of cylindrical pinions meshed in series and produced with great precision, a rigid and precise kinematic connection is obtained between the tool holder spindle and the workpiece holder spindle.
A la différence de la chaine cinématique utilisée auparavant, le dispositif proposé ici présente une rigidité constante et plus élevée, qui ne varie pas en fonction de la position relative de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner, du fait que l'on a supprimé dans la chaine cinématique les roues dentées coniques, lesquelles se caractérisent par une précision plus faible en comparaison avec les roues cylindriques ; on a ainsi augmenté la précision de la liaison cinématique entre la broche porte-outil et la broche porte-pièce à usiner. Unlike the kinematic chain used before, the device proposed here has a constant and higher rigidity, which does not vary as a function of the relative position of the tool-holder spindle and the work-holding spindle, because that the conical gears, which are characterized by lower precision compared to cylindrical wheels, have been eliminated from the kinematic chain; the precision of the kinematic connection between the tool-holder spindle and the work-holding spindle has thus been increased.
I1 est avantageux de réaliser chaque chaine cinématique à partir d'un nombre impair d'éléments constitués par une série de pignons en prise permanente, qui sont reliés de façon que leurs axes gardent invariable leur position relative pendant qu'une chaine pivote par rapport à l'autre autour de l'axe de l'élément commun. It is advantageous to produce each kinematic chain from an odd number of elements constituted by a series of permanently engaged pinions, which are connected so that their axes keep their relative position invariable while a chain pivots relative to the other around the axis of the common element.
Ayant pourvu les chaines cinématiques d'un nombre impair d'éléments sous la forme de pignons cylindriques, on obtient une rotation dans le même sens des éléments extremes, ce qui est indispensable pour adapter l'angle de pivotement de chacune des chaines à la variation de la position réciproque de la broche porte-outil et de la broche porte--pièce à usiner. Grâce à l'utilisation de pignons cylindriques engrenés en série qui résistent à la torsion et qui sont réalisés avec une grande précision, on obtient un fonctionnement rigide, précis et fidèle du dispositif, même à haut régime d'usinage. Having provided the kinematic chains with an odd number of elements in the form of cylindrical pinions, we obtain a rotation in the same direction of the extreme elements, which is essential to adapt the pivot angle of each of the chains to the variation the reciprocal position of the tool spindle and the workpiece spindle. Thanks to the use of cylindrical pinions meshed in series which resist torsion and which are produced with great precision, a rigid, precise and faithful operation of the device is obtained, even at high machining speed.
Les pignons de chaque chaine peuvent être logés dans un boitier qui assure une position relative précise aux pignons, ce qui est indispensable pour un fonctionnement stable et précis du dispositif. The sprockets of each chain can be housed in a box which ensures a precise relative position to the sprockets, which is essential for stable and precise operation of the device.
D'autres caractéristiques et avantages de l'installation seront mieux compris à la lecture de la description d'un exemple concret de réalisation, en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble d'une machine à tailler les engrenagess réalisée conformément à l'invention , et
- la figure 2 représente une chaine cinématique du dispositif pour coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner, à échelle a grandie, conformément à l'invention.Other characteristics and advantages of the installation will be better understood on reading the description of a concrete embodiment, with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 schematically represents an overall view of a gear cutting machine produced in accordance with the invention, and
- Figure 2 shows a kinematic chain of the device for coordinating the rotation of the tool-holder spindle and that of the work-piece spindle to be machined, on an enlarged scale, in accordance with the invention.
La machine à tailler les engrenages représentée sur la figure 1 comprend un bâti 1 sur lequel repose une table 2 portant une poupée 3 et une contre-poupée 4. The gear cutting machine shown in FIG. 1 comprises a frame 1 on which rests a table 2 carrying a headstock 3 and a tailstock 4.
Sur la poupée avant 3 est fixée une broche 5 présentant une pointe 6 et portant un dispositif de serrage 7. On the front headstock 3 is fixed a spindle 5 having a point 6 and carrying a clamping device 7.
Dans la contre-poupée 4 est logé un fourreau 8 qui porte une pointe 9.In the tailstock 4 is housed a sheath 8 which carries a point 9.
La pièce à usiner 10 est placée entre les pointes 6 et 9 de la poupée 3 et de la contre-poupée 4 ; elle est fixée au moyen du dispositif de serrage 7. The workpiece 10 is placed between the points 6 and 9 of the headstock 3 and the tailstock 4; it is fixed by means of the clamping device 7.
Sur le bâti 1 se trouve un trainard 11, portant un chariot 12, auquel on peut donner tout angle voulu par rapport à l'axe de la pièce à usiner 10 en fonction de l'inclinaison de la ligne hélicoïdale de l'outil, d'une fraise tangente par exemple, et de l'angle d'inclinaison des dents à usiner ou à tailler. On the frame 1 is a stretcher 11, carrying a carriage 12, which can be given any desired angle relative to the axis of the workpiece 10 as a function of the inclination of the helical line of the tool, d 'a tangent milling cutter for example, and the angle of inclination of the teeth to be machined or cut.
A l'intérieur du chariot 12, on a monté une broche 13 portant un outil 14. Inside the carriage 12, a spindle 13 carrying a tool 14 has been mounted.
La machine à tailler les dents comprend le dispositif représenté sur la figure 2, destiné à coordonner la rotation de la broche 13 de l'outil 14 et celle de la broche 5 de la pièce à usiner lors de l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre en vue d'assurer la formation de la dent en longueur. The tooth cutting machine comprises the device shown in FIG. 2, intended to coordinate the rotation of the spindle 13 of the tool 14 and that of the spindle 5 of the workpiece during the longitudinal advance of a spindle relative to each other to ensure the formation of the tooth in length.
Monté entre le chariot 12 et la poupée 3, le dispositif mentionné assure les rotations coordonnées des broches 5 et 13 indépendamment de la position relative du chariot 12 et de la poupée avant 3 pendant l'avance longitudinale. Mounted between the carriage 12 and the headstock 3, the device mentioned ensures the coordinated rotations of the pins 5 and 13 independently of the relative position of the carriage 12 and the front headstock 3 during the longitudinal advance.
Conformément à l'invention, le dispositif pour coordonner ces rotations est formé par deux chaines cinématiques 15 et 16 dont chacune comprend un nombre impair d'éléments. According to the invention, the device for coordinating these rotations is formed by two kinematic chains 15 and 16, each of which comprises an odd number of elements.
Les chaines cinématiques 15 et 16 sont reliées l'une à l'autre par un élément commun 17 de manière qu'une chaine puisse pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de cet élément commun. The kinematic chains 15 and 16 are connected to each other by a common element 17 so that a chain can pivot relative to the other about the axis of this common element.
Cette rotation relative des chaines 15 et 16 est assurée grace à un roulement (non représenté sur la figure), dont l'axe coïncide avec l'axe de l'élément commun 17. This relative rotation of the chains 15 and 16 is ensured by means of a bearing (not shown in the figure), the axis of which coincides with the axis of the common element 17.
Chaque chaine cinématique 15 et 16 a un rapport de transmission égal à l'unité et est réalisée de sorte que le sens de rotation de l'élément commun 17 coïncide avec le sens de rotation des éléments extrêmes ; les éléments 18 et 19 sont les éléments extrêmes des chaines 15 et 16 sespectivement. Each kinematic chain 15 and 16 has a transmission ratio equal to unity and is produced so that the direction of rotation of the common element 17 coincides with the direction of rotation of the extreme elements; elements 18 and 19 are the extreme elements of chains 15 and 16 sespectively.
L'élément extrême 18 de la chaine 15 est relié par un couple à vis sans fin 20 à la broche 13 de l'outil 14, et l'élément extrême 19 de la chaine 16 est relié par l'intermédiaire d'un couple à vis sans fin 21 à la broche 5 de la pièce à usiner 10 ; la liaison est réalisée de sorte que les axes de rotation de la broche 13 de l'outil 14 et de la broche 5 de la pièce 10 se trouvent dans les plans parallèles qui sont perpendiculaires aux axes de rotation des éléments extrêmes 18 et 1-9 des chaines 15 et 16, respectivement. The end element 18 of the chain 15 is connected by a worm gear 20 to the spindle 13 of the tool 14, and the end element 19 of the chain 16 is connected via a torque to worm 21 to spindle 5 of the workpiece 10; the connection is made so that the axes of rotation of the spindle 13 of the tool 14 and of the spindle 5 of the part 10 are in the parallel planes which are perpendicular to the axes of rotation of the end elements 18 and 1-9 chains 15 and 16, respectively.
A titre d'exemple, on a choisi des chaines cinématiques constituées par trois éléments. En plus des éléments extrêmes 18, 19 et de l'élément commun 17, on trouve donc un élément intermédiaire 22 dans la chaine 15 et un autre élément intermédiaire 23 dans la chaine 16. As an example, we chose kinematic chains made up of three elements. In addition to the end elements 18, 19 and the common element 17, there is therefore an intermediate element 22 in the chain 15 and another intermediate element 23 in the chain 16.
Les éléments 17, 18, 19, 22 et 23 des deux chaines 15 et 16 sont des pignons cylindriques. Les pignons correspondants de chaque chaine sont en prise permanente en formant une série et sont reliés de façon que leurs axes gardent leur position relative inchangée pendant la rotation d'une chaine par rapport à l'autre autour de l'axe de l'élément commun 17. The elements 17, 18, 19, 22 and 23 of the two chains 15 and 16 are cylindrical pinions. The corresponding sprockets of each chain are in permanent engagement by forming a series and are connected so that their axes keep their relative position unchanged during the rotation of a chain relative to the other around the axis of the common element. 17.
Chaque chaine cinématique est placée dans un boi- tier : la chaine 15 dans un boitier 24 et la chaine 16 dans un boitier 25. Each kinematic chain is placed in a box: the chain 15 in a box 24 and the chain 16 in a box 25.
Dans le boitier 24, on a monté des paliers (non représentés sur la figure) dans lesquels tournent les axes des pignons engrenés en série de la chaine cinématique 15 qui transmet le couple de rotation à l'autre chaine cinématque 16, dont les pignons tournent aussi librement, du fait que leurs axes reposent dans des paliers du boitier 25. In the housing 24, bearings have been mounted (not shown in the figure) in which the axes of the pinions geared in series with the kinematic chain rotate 15 which transmits the torque to the other kinematic chain 16, the pinions of which rotate also freely, owing to the fact that their axes rest in bearings of the housing 25.
La machine à tailler les engrenages qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante. The gear cutting machine which has just been described operates in the following manner.
Pendant le fonctionnement, les moyens d'entrainement de la machine transmettent le mouvement de rotation, par l'intermédiaire du couple à vis sans fin 20, à la broche 13 de l'outil 14 et au-delà, par le train de pignons engrenés en série 18, 22, 17, 23, 19 et par le couple à vis sans fin 21, à la broche 5 de la pièce à usiner 10, broche qui, par l'intermédiaire du dispositif de serrage 7, imprime un mouvement de rotation à la pièce à usiner 10. La rotation de la broche 13 avec l'outil 14 et celle de la broche 5 de la pièce à usiner 10 sont bien coordonnées. Ces mouvements de rotation coordonnés sont maintenus pendant le déplacement de la table 2 avec la pièce à usiner 10 le long de l'axe de la pièce à usiner 10 lors de l'avance longitudinale assurant la formation de la dent en longueur. During operation, the drive means of the machine transmit the rotational movement, via the worm torque 20, to the spindle 13 of the tool 14 and beyond, by the train of pinion gears in series 18, 22, 17, 23, 19 and by the worm pair 21, to spindle 5 of the workpiece 10, spindle which, by means of the clamping device 7, imparts a rotational movement to the workpiece 10. The rotation of the spindle 13 with the tool 14 and that of the spindle 5 of the workpiece 10 are well coordinated. These coordinated rotational movements are maintained during the movement of the table 2 with the workpiece 10 along the axis of the workpiece 10 during the longitudinal advance ensuring the formation of the tooth in length.
Pendant le mouvement longitudinal, les boitiers 24 et 25 réalisent le mouvement de rotation autour des axes des pignons extrêmes 18 et 19. La rotation d'un boitier provoque un pivotement supplémentaire du pignon commun 17 du même angle mais dans la direction inverse de la rotation de l'autre boitier ; autrement dit, la position réciproque de chaque élément extrême et de l'élément commun 17 est conservée et ne dépend pas du mouvement de la table 2 provoquant la rotation des boitiers 24 et 25. During the longitudinal movement, the housings 24 and 25 carry out the rotational movement around the axes of the end sprockets 18 and 19. The rotation of a housing causes an additional pivoting of the common sprocket 17 by the same angle but in the opposite direction of rotation from the other box; in other words, the reciprocal position of each end element and of the common element 17 is preserved and does not depend on the movement of the table 2 causing the rotation of the boxes 24 and 25.
Lorsque le boitier 24 pivote autour de l'axe du pignon 18, l'axe du pignon commun 17 tourne autour de l'axe du pignon 18 d'un angle égal à l'angle de pivotement du boi- tier 24. Le pignon commun 22 roule sur le pignon 18. Il en résulte un pivotement du pignon commun 17 correspondant à l'angle de pivotement du pignon 22 (mais ce pivotement est orienté dans le sens opposé). Ainsi, indépendamment de la rotation du boitier24, la position relative des pignons 17 et 18 reste inchangée. De même, pendant la rotation du boitier 25 par rapport à l'axe du pignon 17, la position relative des pignons 17 et 19 et, par conséquent, les positions des pignons 18 et 19 restent inchangées. When the case 24 pivots around the axis of the pinion 18, the axis of the common pinion 17 rotates around the axis of the pinion 18 by an angle equal to the pivot angle of the case 24. The common pinion 22 rolls on the pinion 18. This results in a pivoting of the common pinion 17 corresponding to the pivoting angle of the pinion 22 (but this pivoting is oriented in the opposite direction). Thus, independently of the rotation of the case 24, the relative position of the pinions 17 and 18 remains unchanged. Similarly, during the rotation of the housing 25 relative to the axis of the pinion 17, the relative position of the pinions 17 and 19 and, consequently, the positions of the pinions 18 and 19 remain unchanged.
Ainsi, l'avance longitudinale de la table 2, indispensable pour la formation en longueur de la dent sur la pièce à usiner 10, ne provoque que le pivotement des boitiers 24 et 25 et n'influe pas sur la position relative des pignons 18 et 19 liés par le couple à vis sans fin 20 à l'outil 14, et par le couple à vis sans fin 21 à la broche 5 portant la pièce à usiner 10. Thus, the longitudinal advance of the table 2, essential for the lengthwise formation of the tooth on the workpiece 10, only causes the pivoting of the housings 24 and 25 and does not influence the relative position of the pinions 18 and 19 linked by the worm gear 20 to the tool 14, and by the worm gear 21 to the spindle 5 carrying the workpiece 10.
L'emploi du dispositif proposé permet de supprimer les transmissions par engrenages coniques et les longs arbres cannelés qui réduisent la rigidité et la précision des machines à taillers les engrenages habituelles, de créer un dispositif rigide assurant des rotations exactement coordonnées de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner lors de l'avance longitudinale indispensable pour la formation de la dent en longueur, et de fonctionner à haut régime en augmentant le rendement sans toutefois nuire à la précision d'usinage. The use of the proposed device makes it possible to eliminate the transmissions by bevel gears and the long fluted shafts which reduce the rigidity and the precision of the machines to cut the usual gears, to create a rigid device ensuring exactly coordinated rotations of the tool-holder spindle and the workpiece spindle to be machined during the longitudinal advance essential for the formation of the tooth in length, and to operate at high speed by increasing the yield without however affecting the machining precision.
Cotr ne il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés celle elle en-embrasse, au contraire, toutes les variantes. Cotr does not go without saying, and as it already follows from the above, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged that which it embraces, on the contrary, all variants.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7924547A FR2466303A1 (en) | 1979-10-02 | 1979-10-02 | Cutter for gear wheel - uses inter-articulating pair of pinion trains to co-ordinate cutter and piece rotation with linear displacements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7924547A FR2466303A1 (en) | 1979-10-02 | 1979-10-02 | Cutter for gear wheel - uses inter-articulating pair of pinion trains to co-ordinate cutter and piece rotation with linear displacements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2466303A1 true FR2466303A1 (en) | 1981-04-10 |
| FR2466303B1 FR2466303B1 (en) | 1983-09-09 |
Family
ID=9230228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR7924547A Granted FR2466303A1 (en) | 1979-10-02 | 1979-10-02 | Cutter for gear wheel - uses inter-articulating pair of pinion trains to co-ordinate cutter and piece rotation with linear displacements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2466303A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1905310A (en) * | 1928-05-09 | 1933-04-25 | Barber Colman Co | Method of and machine for hobbing gears and the like |
-
1979
- 1979-10-02 FR FR7924547A patent/FR2466303A1/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1905310A (en) * | 1928-05-09 | 1933-04-25 | Barber Colman Co | Method of and machine for hobbing gears and the like |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2466303B1 (en) | 1983-09-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
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