Brevet FR2195498A1 — publié le 19740308

La présente invention concerne une machine à fileter dans laquelle un burin taille un filetage en plusieurs passes effectué par un déplacement longitudinal d'un chariot longitudinal s'accompagnant d'une approche intermittente au moyen d'un chariot transversal. Dans les machines de ce genre, le filetage est taillé au moyen d'un outil à une seule dent en enlevant successivement, l'un après l'autre, un copeau au moyen d'un tranchant ayant le profil du filet à produire. En un certain nombre de passes, ce tranchant profilé enlève toute la matière nécessaire ettermine cette opération par une passe de finition. Cette dernière passe doit produire non seulement des tolérances diamètrales étroites, mais encore, un état de surface de haute qualité tout en assurant une forme précise du filetage. Ces conditions de précision doivent être remplies par la pointe fragile du burin, mais, auparavant, ce même tranchant doit enlever toute la matière nécessaire pour produire le filetage.De ce fait, l'usinage et le réaffûtage d'un tel burin son très difficiles car lapasse de finition doit non seulement assurer l'état de surface voulu mais encore, la précision de forme nécessaire du filetage. De plus, l'efficacité de l'opération, lorsqu'il s'agit de tailler des filetages très longs sur des pièces de faible diamètre, est limitée par les flexions de la pièce résultant de la pression de coupe. Le but de laprésente invention est d'apporterune machine à fileter du type spécifié plus haut qui assure une grande efficacité d'enlèvement de matière jointe à unegrande durée de l'outil, et où la fabrication et le réaffutage de cet outil sontsimplifiés, en même temps que les contraintes auxquelles la pièce est exposée peuvent être réduites. L'invention atteint le but visé en ce que sur le chariot longitudinal sont montés deux chariots transversaux opposés pouvant s'approcher de la pièce, dont les outils de coupe s'appliquent contre deux emplacements mutuellement opposés de la pièce, et en ce que ces chariots transversaux sont accouplés mécaniquement. Dans ces conditions, la résultante des forces qui s'exercent sur la piece est faible, ces forces se compensant mutuellement. Ainsi, des pièces de grande longueur peuvent être usinée sans risque de flexion. En outre, il devient possible de monter sur chacun des deux chariots transversaux un burin qui ne taille que l'une des moitiés du profil du filetage. Cette possibilité est extrêmement avantageuse quand il s'agit de produire des filetage trapézoidaux ou à flancs droits. Selon une particularité avantageuse de l'invention, les chariots transversaux peuvent avoir des approches différentes. Ceci offre l'avantage de permettre de monter sur le chariot transversal ayant l'approche la plus faible, un outil de dégrossisaage et sur celui ayant une plus grande approche, un outil de finition. On règle alors ces deux outils de façon qu'au commencement de l'usinage, seul l'outil de dégrossissage soit au contact de la pièce. Au cours de l'usinage, l'outil de finition qui, au comme-ncement était inactif, rattrape l'outil de dégrossissage et le "dépasse" peu avant la fin de l'usinage, de sorte que la passe de finition est exécutée uniquement par ce dernier. Dans le cas où les deux chariots transversaux ont des approches iden tiques, il est possible selon une autre particularité avantageuse de l'inven tion,de monter sur l'un des chariots, un outil de dégrossissage et sur l'autre, un outil de finition qui est en retard sur l'outil de dégrossissage, dans la direction de coupe, d'une 1/2 hauteur de filet. Dans ce cas, on ménage également l'outil de finition en ce qu'il n'a à assurer qu' une partie du travail d'enlèvement du copeau. Ceci permet d'usiner un nombre beaucoup plus grand de pièces entre deux réaffutages du tranchant de l'outil de finition. Selon l'invention, un mode de réalisation particulièrement simple et avantageux de la machine à fileter qui en fait l'objet consiste à relier les deux chariots transversaux par un système de leviers. Ce système de leviers peut, avantageusement, avoir un rapport de transmission variable. A cette fin, on peut, par exemple, modifier le rapport de transmission par un levier à deux branches assurant les mouvements opposés des chariots transversaux en modifiant ses points d'articulation. De préférence, les chariots transversaux sont sollicités par une force orientée à l'opposé de la pièce. Cette force qui peut être produite tout simplement par des ressorts, mais qui pourrait aussi être développée par voie hydraulique ou autre, assure un guidage sans jeu puisque la pression des outils de coupe est orientée dans la même direction que la force considérée. Dans ces conditions, il n'est plus nécessaire de veiller a ce qu il nty ait aucun jeu dans le système de transmission à leviers. A ce propos, il convient de remarquer qu'au lieu d'une transmission à leviers, qui est particulièrement simple, on pourrait également adopter d'autres modes de transmission C'est ainsi, par exemple, qu'on pourrait utiliser à cette fin, des crémaillères solidaires des chariots etsur lesquelles engrène un pignon intermédiaire.Un rapport de transmission variable pourrait alors être obtenu en utilisant deux pignons avec des nombres de dents différents. D'autres moyens d'accouplement sont également possibles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexe,dans lequel - la figure I est une représentation schématique d'une partie d'une machine à fileter conforme à l'invention, vue dans la direction de l'axe de la pièce; - la figure 2 est une vue schématique fragmentaire montrant deux outils de coupe qui opèrent sur la même pièce pour produire un filetage trapézoIdal; et, - b figure 3 est une représentation schématique analogue montrant la coopération de deux outils de coupe pour produire un filetage 11. En se référant à la figure 1, on voit une partie d'une machine à fileter qui produit sur une pièce 11 entraînée en rotation un filetage 12. Cette machine comporte un bâti, non-représenté, qui supporte des glissières prismatiques 13 sur lesquelles un chariot 14 peut se déplacer dans la direction de l'axe longitudinal de la pièce 11. Le chariot longitudinal 14 porte des glissières transversales 15 sur lesquelles deux chariots transversaux 16, 17 peuvent se déplacer perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pièce. Chaque chariot transversal est pourvu d'un porte-outil 18, 19 qui, sur la figure 1, peut se déplacer verticalement, c'est-à-dire, aussi perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pièce et, en même temps, perpendiculairement à la direction du mouvement des chariots transversaux.Dans ces porte -outils sont montés des outils de coupe ou des burins 20, 21, qui, grâce au mouvement universel des porte-outils peuvent être ajustés de façon à occuper une position optimale pour l'usinage de la pièce. Les points d'attaque des deux burins sont diamètralement opposés sur la pièce. En conséquence, le burin 20 comporte un tranchant orienté vers le haut, tandis que le burin 21 est pourvu d'un tranchantdirigé vers le bas. un conçoit que, dans ces conditions, les pressions de coupe exercées par les deux burins 20 et 21 sur la pièce 11 se compensent mutuellement de sorte que la pièce 11 n'est soumise qu'aux efforts de torsion nécessaires pour I'entraîner en vue de la production du filetage, mais qu'aucune flexion n'est à craindre à condition que les deux outils 20 et 21 travaillent également. Les deux chariots transversaux 16 et 17 sont sollicités respectivement par un ressort 31 suivant une direction opposée à la pièce, de sorte qu'ils sont constamment pressés vers la position dans laquelle la pression de coupe les auraitpressés. Les deux leviers transversaux 16 et 17 sont accoplés mécaniquement par un système de leviers 22. Celui-ci comprend un levier à deux branches 23 qui est articulé sur un pivot fixe 24 du chariot longitudinal 14. L'une dés extrémités de ce levier est reliée au chariot tranversal 16, tandis que son autre extrémité est articulée à un levier de couplage 25 qui, de son côté, est articulé, à son extrémité opposée au levier 23, à une oreille 26 du chariot transversal 17. Le levier 23 est articulé au levier de couplage 25 par un pivot 27 constitué, par exemple, par un axe traversant des ouvertures percées dans les leviers. Toutefois, le levier a deux branches 23 comporte uae seconde ouver ture 28 à laquelle le levier de couplage 25 peut aussi être articule. r que le pivot 27 est à la même distance de l'axe 24 que le point d'articla tion29 du levier 23 sur le chariot transversal 16, l'ouverture 28 est éloignée de cet axe 24. De cette manière, est réalisé un rapport de Le fonctionnement de cette machine à fileter est le suivant : au moyen d'une transmission non-représentée, par exemple, au moyen d'une Troche filetée dans lecas d'une machine destinée à tailler de longs filetages, ou par une commande à came dans le cas de machines pour tailler de courts file Lages, un mouvement de va-et-vient est imprimé au chariot longitudinal dans la direction de l'axe de la pièce. Les chariots transversaux 16 et 17 accompagnentces mouvements, mais leurs outils 20 et 21 ne restent appliqués contre la pièce que dans l'une des deux directions du mouvement du chariot longitudi nal 14, un dispositif de rétraction non-représenté étant prévu pour les écarter dans une position inactive pendant le mouvement de retour. De ce fait, le mouvement de. retour du chariot longitudinal peut s'effectuer plus rapidement que son mouvement vers l'avant.L'approche, c'est-à-dire, le mouvement d'avance orienté perpendiculairement à l'axe de la pièce, s'effectue de façon intermittente, c'est-à-dire, une fois par passe (cycle du mouvement du chariot longitudinal). Ceci peut être réalisé au moyen d'un cliquet. Pendant le mouvement d'approche, les chariots transversaux 16 et 17 se déplacent sur leurs glissières 15. De préférence, le mécanisme d'approche n'agit que sur l'un des deux chariots transversaux, l'autre étant sollicité à effectuer un mouvement opposépar le système de leviers 22. Quand le système de leviers 22 occupe la position représentée sur la figure 1, les deux chariots transversaux 16 et 17 se déplacentà l'opposé, dans la même mesure vers la pièce pendant le mouvement d'approche. Dans cette position de réglage, les modes de fonctionnement suivants sont possibles Comme le montre la figure 2, les deux outils 20 et 21 peuvent usiner respectivement une partie de la surface totale du filetage. Sur la figure 2, l'outil 20 produit le flanc de gauche et l'outil 21 le flanc de droite d'un filetage trapézoldal. Ainsi, il devient possible d'utiliser des outils plus simples ne comportant que deux tranchants. Le réaffûtage de ces outils est plus simple car les différences de largeurs peuvent être compensées par un réglage approprié. En outre, l'évacuation des copeaux s'effectue mieux qu'avec un outil ayant trois côtés actifs. D'autre part, il est possible d'utiliser un tranchant de dégrossissage et un tranchant definition. Ces deux tranchants auront essentiellement la même forme, mais seul le tranchant de finition devra avoir une grande qualité de surface et une grande précision. Etant donné que les deux outils 20 et 21 attaquent des points diamétralement opposés de la pièce 11, on conçoit qu'ils sont toujours décalés d'au moins 1/2 pas du filetage. On règle l'outil de dégrossissage de manière qu'il soit en avance d'un 1/2 filet et qu'il effectue une partie du travail d'enlèvement de la matière, tandis que l'outil de finition est en retard d'un 1/2 filet et assure l'enlèvement du reste de copeau. Ainsi, par un réglage judicieux des deux outils par rapport à la pièce, le burin de dégrossissage peut enlever un plus gros copeau et, partant, peut effectuer un travail d'enlèvement de matière plus important que le burin de finition. On conçoit que, dans ces conditions, il devient possible non seulement d'abréger le temps nécessaire pour l'usinage d'une pièce, du fait qu'avec chaque passe, une plus grande quantité de matière peut être enlevée, mais qu'en outre les contraintes qui s'exercent sur l'outil de finition peuvent être réduites et sa durée prolongée. Dans tous les cas, il devient ainsi possible d'usiner une beaucoup plus grande quantité de pièces entre deux changements d'outil. Dans le mode de fonctionnement décrit ci-dessus, les deux outils étaient constamment appliqués contre la pièce, bien que, en partie, à des endroits différents et dans des mesures différentes. Lorsqu'il s'agit de tailler des filetages sur des pièces relativement longues et qui sont exposées à la flexion, on choisira les outils et on les réglera de façon à obtenir des pressions de coupe aussi égales que possible. En modifiant le rapport du couplage mécanique des deux chariots transversaux, il est possible de faire en sorte que les deux outils 20 et 21 se déplacent sur une distance différente pendant les mouvements d'approche. Ceci peut, par exemple, être réalisé en articulant le levier 25 au levier 23 à l'ouverture 28. ainsi, par suite de l'inégalité de longueurs des bras de levier, le pivotement du levier 23 autour de son axe 24 déplace le chariot transversall7 plus vite que le chariot 16. En adoptant ce réglage, on fixe l'outil de finition sur le chariot 17 qui se déplace plus vite et l'outil de dégrossissage sur le chariot transversal plus lent 16. Au commencement de l'usinage, l'application est réalisée de manière qu'initialement seul l'outil de dégrossissage travaille, l'outil de finition rattrape ensuite lentement son retard par rapport à l'outil de dégrossis- sage et est conçu de façon qu'il atteint la même position par rapport à la pièce peu avant la fin de l'usinage. La figure 3 représente un outil de dégrossissage 20 pour l'usinage d'un filetage rond. Pour faciliter l'affûtage, on s'est contenté d'une approKimation grossière du profil rond du filetage par des tranchants rectilignes. Sur I'autrecDté de la pièce 11, agit un outil de finition 21 dbnt le profil corres podd exactement à celui du filetage à produire. De tels outils profilés sont très difficiles à fabriquer et à réaffûter, de sorte qu'il convient de les ménager dans toute la mesure du possible. La figure 3 montre une position dans laquelle l'outil de finition 21 a déjà "rattrapé" l'outil de dégrossissage 20, c'est-à-dire, une position dans laquelle seul l'outil de finition 21 est encore en action.La direction de coupe, c'est-à-dire, la direction du mouvement du chariot longitudinal qui amène les outils en position de coupe est indiquée par les flèches 30. On va décrire ci-après un exemple concret du mode de fonctionnement précédent avec des vitesses d'approche différentes des deux chariots transversaux Le rapport de transmission, c' est-à-dire, le rapport des longueurs des bras de levier, dans le cas de l'utilisation d'une transmission à leviers, est de 4/5. La profondeur du filetage à tailler doit être de 1 mm et l'approche de l'outil de finition 21 doit être de 0,1 mm par passe. Toutefois, à la première passe, l'uutil de finition 21 doit être en retard ou en arrière de 0,2 mm par rapport à l'outil de dégrossissage.Après dix passes, l'outil de finition 21 a effectué une course d'approche de 1 mm, alors que celle de l'outilde dégrossissage n'est encore que de 0,8 mm. A ce point, compte tenu du "handicap" de l'outil de finition, les deux outils ont pénétré de 0,8 mm dans la pièce et, pendant la onzième et la doLzième passes qui suivent, seul l'outil de finition travaille. Après la douzième passe, le filetage est fini. On voit donc que l'outil de finition, qui est un outil de précision coûteux, ne travaille que pendant deux passes, le travail principal d'enlèvement de matière étant réalisé par l'outil de dégrossissage, qui est outil beaucoup plus facile à fabriquer. Dans les cas particuliers où il serait gênant de travailler avec un outil de finition ayant une plus grande approche que l'outil de dégrossissage, on peut, de façon connue, établir une avance dégressive sur la machine, afin d'opérer avec une avance réduite pendant les passes de finition. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples représentés et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Comme il a été mentionné, on pourrait également remplacer la transmission à leviers, qui est particulièrement avantageuse, par des transmissions à engrenage entre les deux chariots transversaux. Toutefois, dans les deux cas, aucune approche séparée n' est nécessaire pour les deux chariots transversaux ce qui a non seulement l'avantage de simplifier la construction, mais encore de faciliter l'emploi et d'augmenter la précision. REVENDICATIONS Machine à fileter dans laquelle un burin taille un filetage en plusieurs passes effectué par un déplacement longitudinal d'un chariot longitudinal s'accompagnant d'une approche intermittente au moyen d'un chariot transversal, caractérisée en ce que sur le chariot longitudinal sont montés deux chariots transversaux opposés pouvant s'approcher de la pièce, dont les outils de coupe respectifs s'appliquent contre deux emplacements mutuellement opposés de lapièce, et en ce que ces chariots transversaux sont accouplés mécaniquement. 2. Machine à fileter selon la revendication 1, caractérisée en ce que les chariots transversaux ont des courses d'approche différentes. 3. Machine à fileter selon la revendication 2, caractérisée en ce que le chariot ayant la plus petite course d'approche est pourvu d'un outil de dégrossissage, tandis que celui ayant la plus grande course d'approche est pourvu d'un outil de finition. 4. Machine à fileter selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans le cas de deux chariots transversaux ayant des courses d'approche égales, l'un des chariots comporte un outil de dégrossissage, tandis que l'autre comporte un eutil de finition qui est en retard sur l'outil de dégrossissage dans la direction de coupe, d'au moins, une 1/2 hauteur de filetage. 5. Machine à fileter selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux chariots transversaux sont accouplés au moyen d'un système de leviers. 6. Machine à fileter selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit système de leviers a un rapport de transmission variable. 7. Machine à fileter selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les chariots transversaux sont sollicités par une force orientée à l'opposé de la pièce.