Brevet FR2222172A1 — publié le 19741018

L'invention concerne l'affût.age de fraises de forme, c'està-dire l'opération qui consiste, dans la fabrication des fraises de forme, à exécuter les surfaces en dépouille sur une ébauche de fraise qui présente déjà sa configuration générale avec des goujures. Un procédé connu pour l'affûtage de telles fraises consiste à former, au moyen d'un outil rotatif en forme de disque, notamment une meule, un liseré sur le bord de chaque dent que l'on fait porter contre un doigt d'appui pendant qu'on déplace la fraise par rapport à l'outil sous le contrôl#- d'un calibre de forme. Ce procédé présente l'inconvénient de'fournir un liseré de forme concave et de-faible largeur, de sorte que, Si l'on réaffûte la fraise devant la dent, on diminue la dépouille, ce qui entraîne rapidement le talonnage de la fraise en travail.Pour réaffûter correctement la fraise, l1utilisateur est donc obligé de recourir à une machine analogue à la machine à affûter du fabricant, ce qui est une solution coûteuse et rend l'opération de réaffûtage assez délicate. Un autre procédé connu consiste'à.exécuter l'-affûtage de telles fraises sur des machines à détalonner qui comportent un arbre rotatif porte-fraise, un -arbre rotatif porte-outil et un mécanisme qui assure cycliquement .le rapprochement et l'-éloignement des axes de ces deux arbres en synchEonisme avec le passage des dents de la fraise contre l'outil, cet outil étant un outil de coupe du, le #plus souvent,. une meule dont le profil est con jugué de celui de ladite fraise. L'ùtilisation de telles machines présente aussi des inconvénients.En effet, l'outil d'affûtage est coûteux parce qu'il est de profil spécial pour chaque modèle de fraise à affûter ; de plus, il -est encombPant à stocker étant donné ses dimensions relativement importantes. Le but de l'invention est de pouvoir réaliser un affûtage de fraises de forme à profil constant au moyen d'un procédé et d'une machine qui ne présentent pas les inconvénients précités des procédés et machines habitues. A cet effet, le procédé suivant l'invention consiste à exécuter la surface détalonnée de la fraise, dent par dent, par passes longitudinales successives dans toute la longueur de la fraise au moyen d'un outil-disque rotatif sous le control# d'un système qui comporte une butée liée au porte-outil -et un gabarit de forme lié au porte-fraise, tandis qu'après chaque passe, on décale angulairement la fraise et l'on réduit l'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil. Grâce à ce procédé, les outils dont on a besoin sont tout à fait standard et de faibles dimensions, de sorte qu'ils sont économiques. Par ailleurs, les gabarits sont constitués par de simples tôles découpées aux profils des différents types de fraise à affûter, de sorte qu'ils ne sont pas coûteux à fabriquer comme des meules profilées et qu'ils sont très faciles à stocker dans des emplacements restreints. Dans un mode opératoire, on décale angulairement la fraise en même temps qu'on réduit l'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil au moyen d'une opération unique qui consiste, pour l'affûtage de chaque dent, à faire pivoter la fraise autour d'un axe parallèle à celui de la fraise et décalé par rapport à ce dernier d'une quantité en rapport avec la valeur de détalonnage à obtenir, tandis que, dans un autre mode opératoire, on décale angulairement la fraise par pivotement autour de son axe et l'on réalise la réduction d'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil en dépla quant, pas à pas, le gabarit de forme par rapport au porte-fraise. L'invention vise aussi une machine pour la mise en oeuvre du procédé d'affûtage ci-dessus exposé. Cette machine est constituée par un ensemble porte-fraise à affûter et un ensemble porte-outil mobiles l'un par rapport à l'autre sur une table à surface plane, dans toutes les directions de ladite surface, l'ensemble portefraise comportant un corps de porte-fraise dans lequel l'arbre porte-fraise peut tourner autour d'un axe sensiblement parallèle à la surface de la table, ainsi qu'un dispositif de commande de pivotement pas à pas de l'-arbre porte-fraise ; l'ensemble porteoutil comportant un corps de porte-outil dans lequel un arbre portant un outil-disque peut tourner autour~d'un axe parallèle à la surface de la table et sensiblement à la même distance d'elle que l'arbre porte-fraise, la partie périphérique dudit outildisque présentant une section amincie sensiblement en forme de "V", la machine comportant, en outre, un système de guidage relatif des deux ensembles porte-fraise et porte-outil sur la surface de la table constitué par une butée solidaire de l'ensemble porte-outil et un gabarit de forme relié à l'ensemble porte-fraise. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip tion qui va suivre et -à l'-examen des. dessins annexes qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation d'une machine à affûter les fraises de forme suivant l'invention. Sur ces dessins les figures. l et 2 représentent en perspective, deux types de fraises de forme concernées ; la figure 3 illustre, en coupe schematique transversale, le travail de lloutil-sur une fraise en cours d'affûtage la figure '44 est une vue en plan correspondante la figure 5 représente schématiquement, en perspective, un premier type de machine suivant l'invention la figure 6 est, -à plus grande '-échelle, une vue en coupe du dispositif porte-fraise'; les figures 7 et 8 sont des coupes transversales faites respectivement suivant les lignes VII-VII et VIII-VIII de la figure 6 ;; la figure 9 est une vue analogue à la figure6, mais mon- - trant un système port-fraise qui permet l'execution d'une dé pouille- latérale complémentaire ; les figures 10 10 et 11 sont des: coupes transversales faites respectivement suivant les lignes X-X et XI-XI de la figure 9 ; et la figure 12 représente schématiquement, en perspective, un autre mode de réalisation d'une machine suivant l'invention L'invention concerne l'affaitage de fraises. de forme a profil constant, telles que, par exemple, la fraise a queue conique 1 de la figure 1 ou bien la fraise à trou 2 de la figure 2, clest- à-dire l'opération qui- consiste,. -dans la fabrication de la fraise, à exécuter ld6 surfaces en dépouille telles que. 3 sur une ébauche de fraise qui présente: déjà sa configuration, générale avec ses goujures 4,. ces dernieres pouvant être, soit droites, soit héli- cotidales. Les figures. 3 et 4 illustrent schématiquement le procédé suivant l'invention pour l'affûtage d'une fraise 2. La fraise est supportée par un arbre ll parèllèle à la surface d'une table 12 et l'outil d'affûtage est constitué par un disque 13 porté par un arbre rotatif 14 parallele aussi à -la surface de la table 12 et situé sensiblement a la niém'? hauteur que l'arbre 11 qui porte la fraise. La périphérie de cet outil, qui peut être un outil de coupe ou, de préf-érence, une meule, présente une section sensiblement en forme de "V" dont l'angle est plus ou moins arrondi. L'arbre 11 qui porte la fraise et l'arbre 14 qui porte l'outil disque sont montés respectivement dans deux ensembles, sur lesquels on reviendra en détail plus loin, mobiles l'un par rapport à l'autre sur la surface de la table 12. L'ensemble porte-outil est, par exemple, fixe par rapport à la table, tandis que l'ensemble porte-fraise peut se déplacer sur la surface de la table dans toutes les directions. A l'aplomb du bord de l'outil-disque 13, se trouve une butée 17, également de section en "V" correspondant à la section de la périphérie de l'outil et formant, par conséquent, un prisme -tri- angulaire fixé rigidement sur la table. L'ensemble qui porte la fraise 2 porte aussi un gabarit 18 disposé à l'aplomb du profil de la fraise à affûter et qui reproduit le profil de ladite fraise. Ce gabarit est constitué, par exemple, par une simple plaque de table convenablement profilée. Pour effectuer llaffûtage d'une dent, on procède par passes successives. On positionne angulaixement la fraise 2 sur son arbre 11 de manière que le bord d'une dent se trouve contre Ra meule disque 13;s'il s'agit d'une fraise à goujures droites, on la bloque sur son arbre pour chaque passe et, s'il s'agit d'une fraise à goujures hélicoidales, on lui permet de pivoter sur son axe en obligeant la dent considérée à porter en glissant contre un doigt d'appui fixe. Pendant que la fraise est entrainée en rotation, on déplace l'ensemble porte-fraise sur la surface 12 de la table en maintenant le gabarit 18 toujours en contact avec la butée 17 et, de préférence de manière telle que la partie de son profil en contact avec ladite butee-palpeur soit sensiblement normale au plan de la meule.On deplace ainsi la fraise sur toute sa longueur contre la meule et l'on a ainsi usiné une premi-ère partie 3A (fig. 2) de la surface détalonnée '3 d'une dent de la fraise. On procède ensuite au meulage de la partie suivante 3B de cette surface ; pour cela, on fait d'abord pivoter la fraise 2 sur son arbre il d'un angle correspondant et l'on rapproche l'arbre 11 de la fraise de l'arbre 14 de l'outil-disque de la quantité convenable pour que la bande 3B que l'on va meuler présente, par rapport à la première bande 3A, le détalonnage désiré. On verra plus loin de quelle manière on peut commodément rapprocher, pour chaque passe, l'arbre porte-fraise de l'arbre porte-meule. On exé cute de la même manière la bande suivant 3C de la surface détalonnée, ainsi que toutes les bandes suivantes délimitées par les lignes en traits interrompus sur la figure 2. Lorsqu'une dent de la fraise a été affûter, on fait pivoter la fraise 2 sur son arbre 11 de manière à amener la dent suivante en position de travail. On renouvelle, sur cette deuxième dent, les opérations d'affûtage qu'on a exécutées sur la première dent et l'on recommence l'opération pour chacune des dents suivantes de la fraise. Bien entendu, on obtiendrait le même résultat si l'on réalisait le mouvement relatif entre l'ensemble porte-fraise et l'ensemble porte-outil par un déplacement de l'ensemble porte-outil et de la butée 17 sur la table 1Z, tandis que l'ensemble portefraise et le gabarit 18 demeureraient solidaires de la table, à un emplacement fixe de celle-ci. Dans l'hypothèse envisagée plus haut, ou l'-ensemble portemeule est fixe sur la table, tandis qu'on déplace l'ensemble porte-fraise, on peut, pour rapprocher commodément l'axe de la fraise de l'axe de la meule, faire pivoter l'-arbre il gui porte la fraise auto-ur -d1un axe géométrique 22 excentré par rapport à l'axe dudit arbre porte-fraise, -de telle façon que la circonférence 23 ayant pour centre l'axe -22 corresponde sensiblement à la valeur du détalonnage #qu'on doit donner à la surface 3 par rapport à la circonférence 24 ayant pour centre l'axe 25 de l'arbre porte-fraise 11.Après chaque passe, on fait ponc pivoter l'arbre porte-fraise il de l'angle borrespondant à une passe, dans le sens de la flèche fi autour de l'axe 22. Sur la figure 5, on a représenté schematiquement une machine établie suivant le principe qui vient d'être exposé en référence aux figures 3 et 4, pour l'affûtage de fraises' à goujures droites. Sur cette figure 5, on retrouve la table 12,- la fraise 2 et la meule 13. L'ensemble porte-meule est représenté dlune façon simplifiée sous la forme de deux montants 31,- 32 dont les pieds sont fixés sur la table 12, tandis que leurs extrémités supérieures sont munies de paliers 33, 34, respectivement, dans lesquels- tourillonne l'arbre porte-meule 14 entraîne en rotation par tous moyens classiques 'appropriés (non représentés). L'ensemble porte-fraise est désigné dans son ensemble par 37. Il comporte essentiellement un support représenté ici schéma- tiquement sous la forme d'un bloc parallélépipédique 38 à la partie supérieure de laquelle tourillonne l'arbre porte-fraise 11, tandis que sa partie inférieure peut glisser sur la table 12, dans toutes les directions et est munie d'une plaque 41 sur laquelle est fixé le gabarit 18 en-dessous de la fraise 2.L'arbre 11 qui porte la fraise 2 est monté, #ar l'intermédiaire d'un système de deux plateaux excentrables 44, 45, sur un arbre horizontal rotatif 46 qui peut être entraîne par tout système de prise de passe approprié constitué, par exemple, comme représenté, par un levier oscillant à main 47 qui peut pivoter sur un axe vertical 48 et qui porte un cliquet 49 coopérant avec une roue à rochet 51 solidaire d'une vis 52 en prise avec une roue dentée tangente 53 fixée sur l'arbre 46. Avant l'exécution de chaque passe d'affûtage, on imprime un mouvement oscillant de va-et-vient au levier à main 47, de sorte que celui-ci, lorsqu'il passe de sa position représentée en traits pleins sur la figure 5 à sa position 47A représentée en traits interrompus, fait pivoter la vis 52 d'un certain angle et, par conséquent, la roue tangente 53 d'un angle correspondant et que l'arbre porte-fraise ll pivote autour de l'axe géométrique 22 (voir aussi figure 3) de l'angle correspondant. Sur les figures 6 à 8, on a représenté un exemple de réalisation du système de plateaux excentrables 44, 45. Le plateau circulaire 44 est solidaire de l'arbre 11 sur lequel est fixée la fraise 2 au moyen d'un écrou 54 et il présente trois encoches radiales 57, 58, 59 à 1200 les unes des autres. Le nombre de ces encoches est égal au nombre des dents de la fraise à affûter. Dans l'une quelconque de ces trois encoches, on peut engager un pion 62 de même largeur monté lui-même de façon à pouvoir occuper tout emplacement désiré le long d'une rainure radiale 63 pratiquée dans l'autre plateau cylindrique 45. La rainure 63 présente, par exemple, une section en forme de "T n dans laquelle est logé un écrou carré 64 engagé sur une vis à tête noyée 65 de serrage du pion 62. On peut immobiliser le plateau 44 sur le plateau 45, dans toute position excentrée désirée, au moyen de trois vis 71 dont les extrémités sont montées dans des trous taraudés correspondants 72 du plateau 44, tandis qu'elles traversent trois trous 73 de diamètre beaucoup plus grand pratiqués dans le plateau 45 et sur les bords desquels peuvent s'appuyer leur têt? à colle rette 75. En modifiant l'emplacement radial du pion 62 dans la rai nure 63, on détermine la valeur de l'excentration des deux arbres 11 et 46 ; on amène les fonds des rainures radiales 57, 58 ou 59 du plateau 44 en contact avec l'extrémité extérieure du pion 62, de sorte que les valeurs des excentrations sont rigoureusement les mêmes, quelle que soit celle des trois positions angulaires que l'on donne 'au plateau 44, c'est- -dire à la fraise par rapport l'arbre d'entraînement 46. Pour modifier cette position angulaire, on commence évidemment par desserrer les vis 71, on éloigne le platea#u 44 du plateau 45, on le fait pivoter de 1/3 de tour et on l'applique de nouveau contre le plateau 45 en engageant une autre rainure sur le pion 62, après quoi on serre de nouveau les vis 71. Sur les figures 9 à 11, on a représenté. une variante du système des deux plateaux excentrés 44, 45 qui se différencie essentiellement de celui des figures 6 à 8 par le fait que les axes des deux plateaux ne sont plus parallè-les, mais font entre eux un angle obtus 'IA" de manière 'que se- réalise automatiquement une dépouille latérale complémentaire sur les dents. de 'la fraise. De plus, à titre de variante, on a supposé que 'la -fraise 2 compo tait quatre dents, de sorte que le plateau 44 présente quatre rainures radiales telles que 57. Sur la figure 12, on a représenté schématiquement, en pers pective, un autre mode de realisation d'une machine suivant l'in vention pour l'affûtage de fraises de forme à goujures droites. Cette machine se differencie de celle représentée sur la figure 5 par les moyens mis en oeuvre pour faire varier la distance entre l'axe 25 de la fraise et l'axe-14 de la meule. Pans cet exemple, l'arbre 25 qui porte la fraise 2 coaxial à l'-arbre 46 sur lequel il est fixé et qui doit ltentralner en rotation pas à pas. Après chaque passe, on obti-ent -le détalonnage nécessaire par un déplacement du gabarit 18 dans le sens de la flè-che f2 parall-e-le- ment à la surface de la table 12 et dans une direction orthogo nale à l'axe de la fraise.On peut obtenir commodément ce déplace ment en montant le gabarit 18 à coulissement dans une glissière 112 solidaire de la plaque 41 et en l'entratnantw à partir de la vis sans fin 52, par exemple par l'intermédiaire d'une transmission qui comporte un pignon conique 114 solidaire de la vis sans fin 52, un autre pignon 115 en prise avec le pi#gnon conique 114, un arbre intermédiaire 116 monté à rotation dans le bloc 38 et sur lequel est fixé le pignon conique 115, un pignon denté 117 fixé aussi sur l'arbre 116, et une crémaillère 118 en prise avec le pignon 117 et solidaire du gabarit 18. Grâce à cette disposition, chaque fois qu'on actionne le levier à main de prise de passe 47, pour faire pivoter la fraise d'un certain angle, on assure le déplacement du gabarit 18 dans le sens de la flèche f2 par l'intermédiaire de la transmission qui vient d'être décrite, de sorte que, lorsqu'on appuie la fraise contre la meule, son axe 25 se rapproche de l'axe 14 de la meule d'une distance égale à celle dont le gabarit 18 a reculé dans les glissières 112 par rapport au support de fraise, puisqu'on applique toujours le gabarit contre la butée 17. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. -REVENDICATIONS 1.- Procédé d'affûtage de fraises de forme à profil constant, caractérisé en ce qu'il consiste à exécuter la surface détalonnée de la fraise, dent par dent, par passes longitudinales successives dans toute la longueur de la fraise au moyen d'un outil-disque rotatif sous le contrôle d'un système qui comporte une butée liée au porte-outil et un gabarit de forme lié au porte-fraise, tandis qu'après chaque passe on décale angulairement la fraise et l'on réduit l'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on décale angulairement la fraise en même temps qu'on réduit l'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil au moyen d'une opération unique qui consiste, pour l'affûtage de chaque dent, a faire pivoter la fraise autour d'un axe parallèle à celui de la fraise et décalé par rapport à ce dernier d'une quantité en rapport avec la valeur de détalonnage à obtenir. 3.- Procédé suivant la revendication 1,- caractérisé en ce qu'on décale angulairement la fraise par pivotement autour de son axe et qu'on réalise la réduction d'entr'axe de la fraise par rapport à l'outil en déplaçant, pas à pas, le gabarit de forme par rapport au porte-fraise. 4.- Machine pour l'affûtage de fraises de forme à profil constant, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un ensemble porte-fraise à affûter et un ensemble porte-outil mobiles l'un par rapport à l'autre sur une table à surface plane, dans toutes les directions de ladite surface, l'ensemble porte-fraise comportant un corps de porte-fraise dans lequel un arbre portefraise peut tourner autour d'un axe sensiblement parallèle à la surface de la table, ainsi qu'un dispositif de commande de pivotement pas à pas de l'arbre porte-fraise ; l'ensemble porteoutil comportant un corps de porte-outil dans lequel un arbre portant un outil-disque peut tourner autour d'un axe parallèle à la surface de la table et sensiblement à la même distance d'elle que l'arbre porte-fraise, la partie périphérique dudit outil-disque présentant une section amincie sensiblement en forme de "V", la machine comportant, en outre, un système de guidage relatif des deux ensembles porte-fraise et porte-outil sur la surface de la table, constitué par une butée-palpeur solidaire de l'ensemble porte-outil et un gabarit de forme relié à l'en semble porte-fraise. 5.- Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la fraise est montée dans l'arbre porte-fraise par l'intermédiaire d'un manchon excentré, tandis que le gabarit de forme est solidaire de l'ensemble porte-fraise. 6.- Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la fraise est montée coaxialement dans l'arbre porte-fraise, le gabarit de forme étant mobile par rapport à l'ensemble portefraise dans une direction orthogonale à l'arbre dudit ensemble et parallèle à la surface de la table. 7.- Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le gabarit de forme du système de guidage est soumis aussi à l'action du dispositif de commande de pivotement pas à pas de l'arbre porte-fraise. 8.- Machine suivant la revendication 4 pour l'affûtage de fraises à goujures droites, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de blocage de la fraise sur l'arbre porte-fraise. 9.- Fraises de forme affûtées suivant le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou sur une machine suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8.