Brevet FR2282305A1 — publié le 19760319

La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif de laminage à froid, à partir de la masse, de profils parallèles, par exemple de profils dentés, grâ ce auxquels, par des passes régulières et successives de molettes profilées montées de façon à pouvoir pivoter dans des têtes rotatives entraînées mécaniquement, une pièce est façonnée progressivement et par petits éléments de profil à partir du profil de base jusqu'à la surface de la pièce. Dans ce procédé de laminage, décrit dans le brevet allemand n" 016222 les rainures profilées- sont produites par des molettes pivotant librement et montées sur des têtes rotatives. Les molettes profilées décrivent alors un cercle et façonnent la pièce par une multitude de passes élémentaires de formage au cours desquelles la matière est sollicitée au -delà de sa limite élastique et refoulée suivant le profil de denture à partir du profil initial. Avant le début du laminage, les têtes rotatives sont ajustées libres à la profondeur de profil désirée, c'est-à-dire sans attaque de la matière. En parcourant leur trajectoire circulaire, les molettes profilées pénètrent lentement l'une après l'autre dans la matière à partir de l'arête frontale de la pièce. Le profil est laminé à sa pleine profondeur et à sa forme définitive lorsque l'arête frontale de la pièce se trouve à la verticale de l'axe de rotation de la tête. Si lton doit par exemple fabriquer une roue ou un arbre denté, la pièce mise en oeuvre est mise en rotation soit par intermittence, soit de façon continue et en même temps légèrement poussée dans une direction axiale de façon à laminer l'un après l'autre à partir de la masse, dans une zone hélicoidale de façonnage, les profils successifs. Dans les pièces à fabriquer selon ce procédé, le profil de denture s'étend dans la plupart des cas jusqu'à, ou presque, l'extrémité de la pièce. Les courts tourillons qui existent souvent en bout de denture et qui sont plus petits que le diamètre du cercle de base de la pièce, ne sont ni d'une longueur, ni d'un diamètre suffisants pour assurer une fixation satisfaisante. D'une parut, le diamètre de la tête rotative exige une certaine distance entre le dispositif de fixation et la fin de la denture, d'autre part, l'arbre de fixation doit être si possible d'un diamètre supérieur à celui de la denture pour pouvoir résister, grâce à un bras de levier aussi grand que possible, aux gros efforts de torsion qui se produisent. Parmi les centaines de pièces qui ont été jusqu'à présent dentées selon ce procédé, il y en avait au plus un ou deux lots présentant une denture médiane et pouvant en conséquence être laminées en traction en les fixant par l'extré- mité de diamètre réduit. Le but de la présente invention est de donner un procédé de laminage à froid de profils parallèles, en particulier de profils dentés, permettant de travailler également des pièces sans arête frontale, réduction ou épaulement. La présente invention permet d'atteindre ce but en attaquant la masse de la pièce jusqu'à profondeur voulue du profil par approche synchrone de deux têtes rotatives montées en vis-à-vis. Lorsque cette attaque s'effectue sans avance simultanée de la pièce, le travail de façonnage à chacune des passes est très important car des segments d'arcs de cercle complets doivent être formés à chaque fois. C'est pour cette raison qu'il est avantageux en cours d'attaque de donner simultanément de l'avance à la pièce et de mouvoir celle-ci longitudinalement. Les éléments refoulés sont ainsi réduits, en forme approximative de virgule, de sorte qu'à chaque passe l'effort à vaincre est notablement diminué, ce qui ménage la machine et l'outil et améliore la précision de la pièce. Si pour certaines pièces pourvues d'un épaulement, le profil de denture doit venir tout près de ce dernier, il est préférable de procéder à une attaque en pou ssée. La pièce est alors poussée dans la zone de travail ou de laminage à partir de son extrémité non façonnée. Si de telles pièces étaient laminées par traction, l'avance de la pièce attaquant l'extrémité façonnée tirerait celle-ci au travers de la zone de travail et la portion d'avance nécessaire pour l'engagement de l'outil de taille sur la profondeur du profil serait ainsi perdue. Pour les pièces dans lesquelles ceci se produit sur une courte longueur de denture, l'avance nécessaire à l'attaque (environ 5 à 10 mm suivant les pièces) est donc effectuée en poussée. Une fois obtenue la profondeur complète de la denture, on inverse l'avance et la pièce est laminée en traction sur toute sa longueur. Le laminage à froid en traction est plus avantageux car on peut éviter ainsi, comme il est expliqué en détail ci-après les défauts d'orientation de denture imputables à des différences importantes de pression sur la matière des deux côtés de chaque profil laminé. Le processus d'attaque peut également être appliqué à la fabrication de rainures de graissage et de dentures à profils sphériques. L'approche ou la levée des têtes rotatives en fonction de l'avance donne la sphéricité voulue tant en pied de denture que sur ses flancs. Dans ce qui suit, l'invention est décrite plus en détail à partir des figures. On voit: Fig. la et lb une vue latérale schématique d'un dispositif de laminage à froid de profils dentés dans un arbre plein, Fig. 2 une représentation schématique d'un laminage en poussée, Fig. 3 une représentation schématique d'un laminage en traction, Fig. 4 une représentation schématique des passes de laminage au moment de l'attaque, Fig. 5 une représentation schématique des passes de laminage au moment de l'attaque avec une pièce poussée, Fig. 6 une représentation schématique de la phase d'attaque sur une pièce pourvue d'un épaulement, Fig. 7 une vue latérale d'un arbre partiellement façonné. Le dispositif déjà connu représenté fig. 1 comporte deux têtes 1 et 2 entraS- nées de façon synchrone et disposées de part et d'autre d'une pièce 4 fixée dans un mandrin 3. Chacune des têtes rotatives est constituée d'un porteoutil 6 et 6', fixé sur un arbre moteur 5 et 5' et sur lequel les molettes profilées 7 et 7' sont montées folles. Les deux tettes rotatives tournent dans le sens des flèches 8 et 8'. La pince 4 est poussée dans la direction de la flèche 9 et son axe B tourne dans le sens de la flèche 10. Un laminage en poussée est représenté fig. 2 et un laminage en traction fig. 3, figures dans lesquelles le train de transfert de mouvementa été tracé en trait gras. Dans le cas du laminage en poussée, la zone de travail se trouve toujours à l'intérieur du train de transfert partant de la tête rotative 1 et passant par l'engrenage 11 et la poupée 12 jusqu la pièce. Dans le cas du laminage en traction (fig. 3), la zone de travail est au contraire toujours extérieure au train de transfert. Si par exemple la denture à laminer dans l'arbre plein doit courir jusqu'à l'extrémité de ce dernier,on doit alors travailler en poussée car il est impossible, sans inverser la fixation, d'assujettir la pièce pour un travail en traction. Seules les pièces et en particulier les arbres pleins qui présentent une réduction à l'extrémité de la denture peuvent être laminés en traction car les têtes rotatives peuvent alors, avant le début du laminage être ajustées sans difficulté dans cette réduction à la profondeur des dents. Le laminage en poussée entraXe cependant des défauts d'orientation des dents du fait de la torsion de la partie de la pièce non encore façonnée. Dans la fig. 7 a été représentée la denture d'un arbre plein avec un pas d'avance de denture de S/2. Par tour complet, la pièce avance de S dans le sens longitudinal. Comme toutefois il existe deux têtes rotatives, le pas d'avance n'est à chaque fois que de S/2. Au cours du travail pendant l'avance partielle suivante S/2, la résistance de la matière sur le côté A de la zone de travail est plus petite que sur le côté B car, sur ce dernier subsiste encore un plein tandis que du côté A, seule la nervure restant entre les intervalles des dents offre une résistance.Du fait de l'importante différence de résistance entre les deux côtés d'attaque de l'outil, la matière se déforme unilatéralement en cours de travail et ce, d'autant plus que l'avance S (ou S/2) est plus grande. Cette déformation de la matière entraîne une torsion du profil de la denture et en conséquence un défaut d'orientation de celle-ci. La déformation de la matière se produit de façon similaire dans les deux méthodes mais entrasse cependant des effets tout différents. Dans le laminage en poussée dans lequel la zone de travail est intérieure au train de transfert de mouvement, le refoulement de matière se fait en plein en direction de la denture et il en résulte un défaut d'orientation. Dans le cas du laminage en traction toutefois, la zone de travail est extérieure ai train de transfert et le refoulage de la matière ne peut se faire dans le sens des dents car, à chaque nouveJ passe, la matière déjà refoulée est à nouveau laminée. L'orientation de la denture au cours d'un laminage en traction est de ce fait toujours sans défaut de sorte que l'on s'efforce de laminer en traction toutes les pièces. Comme il a déjà été exposé plus haut, le laminage à froid en traction de pièces dont le profil de denture s'étend jusqu'à l'extrémité, n'est possible suivant le présent procédé que si la pièce a subi auparavant une réduction de diamètre. Suivant le procédé d'attaque représenté schématiquement fig. 4, la présente invention permet aussi de laminer en traction des pièces sans leur avoir fait subir auparavant au cours d'une opération séparée,un décoletage ou une réduction. Au cours de l'attaque des molettes sans avance de la pièce, la matière est peu à peu refoulée suivant les arcs de cercle 15 et 14, déterminés par le rayon de la tête rotative et, au cours de cette opération, le travail de façonnage à chaque passe est considérable.Il peut être fortement diminué si, simultanément à l'attaque, on donne de l'avance à la pièce (voir fig. 5) car on façonne alors à chaque passe non plus des segments d'arc mais des segments plus petits en forme de virgule. Sur la ftg 6 est représentée l'attaque d'une pièce 16 pourvue d'un épaulement 15, pour laquelle la denture doit, à partir de l'extrémité 17,venir aussi près que possible de l'épaulement. Le travail en poussée de cette pièce provoquerait les défauts d'orientation de denture décrits ci-dessus. Toutefois, pour rendre possible un laminage en traction, on doit attaquer en direc tion de la flèche E par approche des deux molettes 7 et 7'. Comme l'attaque en traction donnerait cependant un développement de denture d'une longueur indésirable, on attaque en poussée avec approche simultanée de l'épaulement 15 jusqu'à la zone de rotation des têtes puis, une fois atteinte la complète profondeur de dent, on lalnine en traction. Le défaut d'orientation de la denture produit au cours de la phase d'attaque sera supprimé par la superposition de la phase ultérieure de lamina ge en traction. La possibilité d'attaque offre une grande variété d'applications pour le laminage à froid de profils dentés de précision et permet le laminage de multi- ples pièces qui, jusqu'à présent, devaient être fraisées. Un exemple type de la nécessité de laminage en traction avec attaque est donné par les extrémités des arbres de cardan aux profils SAE. De telles pièces se présentent en grandes quantités et en différentes dimensions. REVENDICATIONS 1. Procédé de laminage à froid dans la masse de profils parallèles, par exemple de profils de dentures au cours duquel, par passes régulières et successives de molettes profilées, montées de façon à pouvoir pivoter sur des têtes rotatives entrainées mécaniquement, la matière est refoulée peu à peu à partir du profil initial par petits éléments de profil jusqu'à la surface de la pièce, et caractérisé par le fait qu'au'début du processus de laminage, la pièce brute est attaquée par l'approche synchrone de deux têtes rotatives opposées jusqu'à obtention de la profondeur souhaitée de profil. 2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé par une avance rectiligne de la pièce lors de l'attaque. 3. Procédé de laminage à froid de profils parallèles, par exemple de dentures dans une pièce munie d'un épaulement où les profils s'étendent depuis une extrémité jusqu'à proximité immédiate de l'épaulement, selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'attaque se fait en poussée jusqu'à proximité immédiate de l'épaulement et que, après obtention de la profondeur de profil, on lamine en traction. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour l'approfondissement des profils et la production de pièces convexes, l'approche des molettes s'effectue par impulsions synchronesen liaison avec l'avance. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant deux têtes rotatives disposées en vis-à-vis de part et d'autre de la pièce, sur lesquelles au moins une molette profilée est montée en rotation libre, avec avance de la pièce actionnée par rotation et caractérisé par une commande d'approche synchrone des têtes rotatives 1 et 2.