Brevet FR2021119A1 — publié le 19700717

La présente invention se rapporte aux fraises de face du type dans lequel des lames rapportées sont maintenues dans des encoches formées dans la périphérie d'une tête de fraise de forme circulaire. Les fraises de face de ce type sont utilisées pour le taillage des engrenages spiroconiques et hypoïdes et la présente invention a plus particulièrement pour but de réaliser une fraise de face destinée a être utilisée pour le taillage de finition de ces engrenages. ourte fois, les principes de l'invention peuvent être appliqués à des fraises utilisées pour l'ébauchage de précision de ces engrenages. Dans le présent mémoire, on entend également par engrenages spiroco- niques et hypoides des pignons et engrenages spiroconiques à angle de spirale nul. Il est déjà connu dans la technique de munir des fraises de face de moyens permettant de régler les positions radiales d une série de lames rapportées qui sont montées dans des encoches formées sur la PiiTihérie d'une tête de fraise de forme circulaire. Ce réglage est non seulement avantageux mais nécessaire dans les opérations de taillage de précision dans lesquelles la position radiale de chaque lame rapportée doit titre fixée avec précision pour permettre d'obtenir un engrenage taillé avec précision. Des exemples types des fraises de face du type considéré suivant l'invention sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2 930 112 et nD 3 192 604.Chacun de ces brevets décrit une construction d'une fraise de face qui permet de monter une série de lames rapportées dans des positions espacées sur la périphérie de la tête de la fraise, et dans laquelle des moyens sont prévus pour régler les positions radiales de toutes les lames rapportées par rapport à une lame de référence qui est fixée dans une position radiale désirée. Bes moyens de réglage de la position radiale individuelle de chacune des lames rapportées comprennent l'utilisation de cales à faces parallèles et de coins qui sont interposés entre la surface de portée d'une lame rapportée et le fond d'une encoche dans laquelle cette lame est lo gée On pourrait obtenir un réglage relativement approché des diverses lames rapportées en munissant chaque encoche réceptrice d'un fond plat contre lequel on pourrait interposer une cale à faces pa parallèles pour positionner la lame à une distance connue du fond; toutefois, ce positionnement approché n'est pas suffisant pour certaines opérations de taillage dans lesquelles on exige une trajec- toire tres précise de chaque lame. On a donc antérieurement mis au point une pratique consistant à munir chaque encoche de ce type de fraise de face d'un fond incliné, contre lequel on peut placer un coin quL est interposé entre le fond et la surface d'appui d'une 1a- me.Le coin peut être réglé en poltron axiale (dans les deux sens parallèlement à l'axe de rotation de la fraise) et ceci assure un réglage radial très précis d'une lame qui est mortée contre une cale à faces parallèles qui eat elle-même en contact avec le coin. Il état donc nécessaire de lormer dans la tête de chaque fraise une ser-le encoches présentant des i-onds inclinés pour recevoir le coin et la cale à faces parallèles i taient habituellement utilisés pour assurer le positionnement très précis de chaque lame par rapport à une Same de référence.Il était dans la pratique de mise en oeuvre de cette technique de monter un coin dans le fond de l'encoche de la lame de référence, à- l'affleurement de la face avant du corps de la fraise. Lorsqu'on avait monté le con dans l'encoche, on fixait la position radiale de la lame de référence au moyen d'une cale à faces parallèles qui était adjacente au coin placé en position fixe, de sorte que ltoL pouvait fixer rigidement la lame de référence dans son encoche réceptrice.Ensuite, il était de pratique courante de régler radialement toutes les autres lames par réglage de leurs coins respectifs par rapport à la position fixe de la lame de référence l'e procédé décrit ci-dessus donnait un réglage et un position nement des lames rapportées relativement précis sur une fraise de face Toutefois, on a reconnu qu'il existait certaines limitations en ce qui concerne le réglage initial de la position radiale de la lame de référence dans une texte de fraise, du fait qu'il existe de légères différences de dimensions entre les fonds inclinés formés dans les diverses encoches des têtes de fraises suivant la technique antérieure.Il s'ensuit qu'il n'est pas possible de prévoir avec certitude le posftionnement initial d'une lame de référence dans une tête de fraise entre une tête et la suivante. En outre, la technique antérieure ne comporte pas de moyens de compensation des différences des caractéristiques dimensionnelles des corps des fraises pour le positionnement initial dune lame de référence. Pour le positionne- ment de la lame de référence en se fiait presque entièrement à la précision de la fabrIcation du corps de la fraise et des éléments utilisés pour monter la lame de référence dans une encoche de référence.En outre, on s'est heurté à certaines limitations en ce qui concerne les techniques de remise en état qui sont nécessaires pour les têtes de fraises lorsqu'e"es ont été manipulées, emmagasinées ou utilisées au point que des entailles ou autres défauts superficiels apparaissent sur la face de la fraise. Les techniques de remise en état comportent habituellement un enlèvement de matière sur la face de la tête de la fraise pour faire disparaitre les entailles, bavures, rayures ou défauts superficiels qui peuvent résulter de l'utilisation de la manipulation et même de l'emmagasinage de la tête de la fraise.Toutefois, lorsqu'on enlève de la matière sur la face d'une tête de fraise, ceci affecte le positionnement axial du coin de référence et de la lame de référence par rapport au fond incliné de l'encoche réceptrice de la lame de référence. En d'autres termes, le diamètre de la tête de la fraise, mesuré entre le fond d'une encoche et le fond de l'encoche opposée en travers de la face de la fraise, est modifié par l'enlèvement de matière sur la face de cette fraise. Cette modification de diamètre risque d'affecter le positionnement radial d'une lame rapportée de référence lorsqu' on replace cette lame dans l'encoche de référence, puisque le coin de référence est à nouveau monté à l'affleurement de la face avant du corps de la fraise.Le coin de référence est toujours positionné à l'affleurement de la face avant du corps de la fraise pour garantir que l'intervalle de réglage reste symétrique pour tous les autres coins. Ceci résulte du fait que chaque coin ne permet que de petits réglages radians. Lorsqu'on tente de procéder à des réglages de grande amplitude dans l'un ou l'autre sens pour un coin donné, les surfaces d'appui de la tête de la fraise, du coin et de la lame ne sont plus suffisamment superposées pour donner des conditions de montage stables. La présente invention élimine les limitations auxquelles on se heurtait dans la technique antérieure en donnant à l'encoche de référence dans une tête de fraise une configuration qui élimine la nécessité d'utiliser un coin pour le montage d'une lame de référence dans l'encoche. Suivant l'invention, l'encoche de référence comprend un fond qui est parallèle à la trajectoire du mouvement axial que peut décrire la lame de référence placée dans l'encoche de référence. En d'autres termes, le fond de l'encoche de référence est perpendiculaire au plan de rotation de la fraise. il s' ensuit que les petits déplacements axiaux de la lame de référence, tels que ceux que l'on peut observer lorsqu'on a enlevé de la matière sur la face d'une fraise dans une opération de remise en état de cette fraise, n'affecteront pas la position radiale dlune lame de référence lorsque cette dernière est remise dans sa position-de montage à l'intérieur de l'encoche de référence.En outre, la configuration de l'encoche de référence qui est prévue par la présente invention élimine la nécessité d'utiliser un coin dans l'encoche de référence et il est possible de remplacer ce coin par une ou plusieurs cales à faces parallèles pour positionner la lame de référence avec précision dans une position radiale désirée par rapport au fond de l'encoche de référence. Cette encoche de référence prévue suivant l'invention peut être réalisée avec une plus grande précision grâce aux techniques de fabrications actuelles, de sorte que la position radiale du fond de l'encoche peut être déterminée avec une très grande précision au cours de la fabrication d'une tête de fraise, ce qui se traduit par une plus grande standardisation des têtes des fraises.Ceci permet de monter des lames rapportées présentant les mêmes spécifications dans diverses têtes de fraises avec un plus haut degré de précision des rayons de pointe (le rayon de pointe étant défini par la différence entre la pointe taillante d'une lame et blase de la fraise). De cette façon, la présente invention contribue à éliminer sensiblement la nécessité de modifier les réglages des machines à tailler lorsqu'on procède à des changements de fraise, sur ces machines pour réduire par ce moyen les coûteux temps d'arrêt des machines à tailler. La fraise de face perfectionnée suivant l'invention est particulièrement utile dans les opérations de taillage d' engrenages de précision à grande vitesse du type que l'on peut obtenir actuellement avec les machines automatiques fabriquées par "Gleason Works". D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif et nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en plan d'une face d'une tête de fraise fabriquée conformément à la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe verticale de la tête de fraise de la figure 1, qui montre des détails d'une encoche réceptrice de lame de référence et un exemple type de montage d'une lame rapportée dans une autre encoche. En se reportant au dessin, on voit que la fraise de face suivant l'invention est du type qui comprend une tête de fraise 10 de forme générale circulaire qui présente une série d'encoches 12, cir conférenttelnement espacées, destinées à recevoir les lames et qui sont formées sur sa périphérie. Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, ces fraises de face sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2 930 112 et nO 3 192 604 précités.Suivantl'invention, la tête de la fraise comporte, en supplément des diverses encoches 12 réceptrices des lames, une encoche 14 séparée de configuration particulière et qui peut être considérée comme une encoche de référence qui reçoit une lame de référence utilisée comme repère ou référence pour le réglage des positions radiales de toutes les autres lames qui se logent dans les encoches 12. La figure 1 ne cherche pas à montrer les positions de montage de toutes les lames de la fraise de face représentée mais il va de soi que des lames sont montées dans toutes les encoches 12, comme décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique nO 3 192 604, de façon que les arêtes coupantes de toutes les lames soient dirigées vers l'extérieur dans le même sens, en saillie sur une face 16 de la tête de la fraise.Toutefois, les lames de la fraise, y compris la lame de référence, peuvent être de n'importe quelle configuration connue, comme par exemple la configuration représentée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité. (figures 7 à 10). La figure 2 représente un exemple type de montage d'une lame de fraise 18 de la technique antérieure dans son encoche réceptrice et on peut voir que l'encoche comporte un fond incliné 20 du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 2 930 112 et nO 3 192 604. En outre, la lame 18 est positionnée à l'intérieur de son encoche au moyen d'un coin 22 et d'une cale 24 à faces parallèles. Be coin 22 peut être réglé dans le sens axial (de la gauche vers la droite sur la figure 2) au moyen d'une vis de réglage 26 d'une façon bien connue dans la technique et qui a été décrite dans les brevets précités.Le réglage axial du coin 22 donne un réglage radial très precis de la lame rapportée 18 par rapport à l'axe de rotation 28 de la fraise. Be positionnement axial de chaque lame est réglé par l'appui d'épaulements prévus sur les lames (non représentées mais qui, ainsi qu'il sera facile de comprendre pour l'hom- me de l'art, peuvent comporter des épaulements du type représenté en 42 et 43 sur la figure 8 du brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 192 604). Bes encoches 12 et 14 sont de préférence orthogonales en ce sens que leurs parois latérales 30 et 32 sont parallèles entre elles et perpendiculaires au fond. On considérera maintenant l'encoche de référence 14. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, cette encoche de référence comporte également des parois latérales parallèles 30 et 32 et un fond 34 qui s'étend entre les deux parois latérales 30 et 32 de fa çon à être perpendiculaires à ces dernières. En outre, le fond 34 est d'une configuration particulière en ce sens qu'il est plat et perpendiculaire au sens de rotation de la fraise, comme on peut le voir sur la figure 2. L'encoche de référence 14 est de préférence d'une longueur suffisante pour que son fond 34 se trouve dans ane position radiale qui correspond au rayon minimum de l'une quelconque des parois inclinées 20 mesurées sur la face 16 de la fraise. il s'ensuit que l'on doit interposer une cale à faces parallèles relativement épaisse ou un empilement de deux ou plus de deux cales à faces parallèles entre la surface de portée d'une lame de référence et le fond 34 de l'encoche de référence 14. Sur la figure 2, on a représenté une seule cale 36 à faces parallèles dans l'encoche de référence 14 et on peut voir que la cale 36 unique place la lame de référence dans une position radiale qui correspond au positionnement radial qu'on obtient avec le coin 22 et la cale à faces parallèles 24 dans chacune des autres encoches réceptrices 12. La configuration d'une encoche de référence suivant l'invention a donc ainsi éliminé la nécessité d'un coin.Ceci assure un positionnement plus précis de la lame de référence dans chaque tête de fraise du fait que le fond plat 74 peut être usiné et formé avec une très grande précision et que l'on peut utiliser des cales de précision 36 à faces parallèles pour régler avec précision la position d'une lame de référence dans chaque encoche de référence 14. Il ressort de la description donnée ci-dessus que, si la face 16 de la tête de fraise est usinée ou-remise en état pour une raison quelconque, une lame de référence prendra dans son encoche 14 la même position que celle qui avait été réglée antérieurement à cette remise en état. Ceci n'était pas le cas dans la technique antérieure, qui consistait à former un fond incliné dans une encoche de référence puisque la remise en état d'une face de la fraise modifiait le positionnement radial d'une lame de référence en raison de la modification du rayon, mesuré sur la face de la fraise, entre l'axe de rotation et le fond de l'encoche inclinée réceptrice de la lame. Au contraire, indépendamment de la quantité de matière enlevée sur la face 16 de la tête 10 de la fraise fabriquée suivant 1'invention, on peut voir que le positionnement radial de la lame de référence n'est pas affecté. On peut donc remonter la lame de référence ainsi que sa cale 36 à faces parallèles dans l'encoche de référence 14 pour servir de repère ou de référence pour le réglage de la position radiale de toutes les autres lames. Naturellement, il n'est pas prévu de vis de réglage 26 dans l'encoche de référence 14 puisque le positionnement radial de la lame de référence est réalisé en formant le fond 34 dans une position radiale précise et par l'utilisation de cales 36 à faces parallèles qui sont finies avec une grande précision pour définir des épaisseurs connues entre leurs faces parallèles opposées. Pour monter et régler des lames de référence sur la fraise de face suivant l'invention, on positionne une lame de référence dans l'encoche de référence 14, avec une cale 36 à faces parallèles de dimensions connues interposée entre le fond 34 et la lame. Cette lame de référence est fixée dans l'encoche 14 par un élément fileté 40, de construction connue (de préférence inclinée comme on l'a décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 192 604). Lorsque la lame de référence occupe sa position radiale connue, on peut régler toutes les autres lames au moyen des vis de réglage 26 de fa çon à obtenir un réglage radial exact de toutes les lames par rapport à la lame de référence.Les moyens et les techniques utilisés pour mesurer les positions radiales des lames sont bien connues dans la technique et ne font pas partie de l'invention; toutefois, on pourra se reporter au brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 7 099 883. Lorsque toutes les autres lames ont été ajustées et bloquées (au moyen de leurs vis individuelles 40) dans des positions radiales qui sont étalonnées sur la position radiale de la lame de référence, la fraise de face est en état d'être montée sur le nez de broche d'une machine à tailler les engrenages. S'il est nécessaire d'enlever les lames pour les réaffûter ou de les remplacer, on peut obtenir un remontage très efficace et très précis de la fraise en utilisant une lame de référence dans l'encoche de référence qui est prévue par la présente invention.En outre, s'il est nécessaire de remettre en état la face de la fraise en raison de la formation d'entailles ou de bavures qui risqueraient d'affecter le positionnement axial des lames, il est visible que la fraise peut être remontée rapidement et avec précision sans aucune perte de précision de la position de la lame de référence. Bien que la description donnée ci-dessus se rapporte à une fraise comportant une seule encoche de référence dans la tête de la fraise, il va de soi que certaines fraises peuvent nécessiter plus d'une seule encoche de référence. Par esemple, dans une fraise qui exécute la taille de finition sur les deux flancs d'un creux de denture en une seule opération de taillage, les. lames sont disposées alternativement sur la périphérie de la tête, pour tailler les unes le flanc intérieur et les autres le flanc extérieur du creux de denture. Les lames intérieures doivent être réglées dans le sens radial séparément des lames extérieures et il est donc nécessaire de former eux encoches ie référence dans la tête pour recevoir séparément une lame de référence intérieure et une lame de référence extérieure. Il va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toute variante sans pour cela sortir de son domaine. REVEKDICADIONS 1. Fraise de face du type comprenant une tête circulaire dans la périphérie de laquelle sont creusées une série d'encoches réceptrices de lames espacées circonférentiellement, et qui est équipée de moyens pour le réglage des lames contenues dans ces encoches, cette fraise étant caractérisée en ce que l'une des encoches constitue une encoche de référence pour recevoir une lame de référence pour être utilisée comme repère ou référence pour le réglage de la position radiale de toutes les autres lames de la fraise, cette encoche de référence présentant deux parois latérales et un fond qui s'étend entre ces parois latérales, le fond de l'encoche de référence étant par ailleurs perpendiculaire au plan de rotation de la fraise de sorte qu'il n'est pas nécessaire de fixer un coin dans l'encoche de référence lorsqu'une lame de référence est montée dans cette encoche. 2. Fraise suivant la revendication 1, caractérisée en ce que toutes les encoches de cette fraise, à l'exception de l'encoche de référence, ont un fond incliné par rapport'à une perpendiculaire au plan de rotation de la fraise. 3. Fraise suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux parois latérales de l'encoche de référence sont perpendiculaires au fond de cette encoche. 4. Fraise suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'encoche de référence est creusée à une profondeur suffisante dans la périphérie de la tête de la fraise pour contenir au fond une cale à faces parallèles avant de recevoir une lame de référence. 5. Fraise suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque encoche réceptrice, y compris l'encoche de référence, est creusée dans son fond d'un trou taraudé destiné à recevoir une vis de retenue qui fixe temporairement une lame dans l'encoche. 6. Fraise suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'axe de chaque trou taraudé est dirigé radialement vers l'intérieur de la tête de la fraise avec une pente inclinée en direction de la face arrière de cette fraise. 7. Fraise suivant la revendication 2, et caractérisée en ce qu'elle comprend une lame de coupe montée et fixée dans chaque encoche, ladite encoche de référence contenant une cale à faces parallèles interposée entre la lame de référence et son fond. 8. Fraise suivant la revendication 7, caractérisée en ce que chaque encoche autre que l'encoche de référence contient un coin interposé entre la position de la lame dans l'encoche et le fond incliné de cette encoche. 9. Fraise suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fraise est du type qui comprend des lames alternativement intérieures et extérieures et dans laquelle deux encoches de référence sont prévues l'une pour le réglage radial des lames intérieures et l'autre pour le réglage radial des lames extérieures.