Brevet FR2452346A1 — publié le 19801024

La présente invention se rapporte à un procédé et à un outillage pour réaliser les profils de filetages, notamment de broches filetées de grande longueur et de grande précision, au moyen d'un procédé par enlèvement de copeaux ou par des mouvements de nutation ou hypo cycloidaux. On connaît déjà des procédés par enlèvement de copeaux au moyen d'outils à mouvements de nutation ou hypocycloldaux qui permettent de réaliser les profils des filets aussi bien pour des filetages que pour des taraudages (Xlingelnberg, wTechnisches Hilfsbuch", 14ème édition de la maison Springer à Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, pages 620 à 622-). Dans ces procédés connus on taille le profil du filetage dans la pièce au moyen d'une tête à mouvements de nutation et équipée d'outils de coupe après avoir rEduit,au tour ou à la rectifieuse, le diamètre de la pièce sensiblement au diamètre extérieur exact du filetage.Comme cela ressort également des documents "Information nber das Gewindeschälen" de la firme Yaldrich à Coburg, pages 1 à 3 et 12, ainsi que de "Die zeitsparende Zerspanung von Aussengewinden, Innengevinden, Sonderprofilen" de la Société H. Burgsmiilîer & Sohne G.m.b.H. à Kreiensen, l'enlèvement de copeaux pour la réalisation des pas de vis-steffectue en faisant tourner un dispositif (teste ou mandrin à mouvements de nutation), portant les outils de coupe, autour de la pièce également en rotation et dont l'axe de rotation ne coincide pas avec celui du dispositif de coupe.Les outils de coupe sont montés sur le dispositif de façon à attaquer à peu près tangentiellement la pièce à usiner, qui tourne à une vitesse différente de celle du dispositif de coupe. Le tranchant des outils de coupe correspond au profil du filet à réaliser. Un mandrin à mouvements de nutation ou hypocyclot- daux et son utilisation pour la réalisation de taraudages sont décrits dans un document de la Société Burgsmùller & Sohne "Hubvirbel-aggregat". Selon ce document un outil de coupe,dont le profil correspond à celui du filet i réaliser, est monté sur un dispositif de support approprié. L'angle formé par le dispositif de support et l'axe de la pièce dans laquelle le taraudage doit être réalisé correspondeat à l'angle d'hélice du taraudage. Cependant cet outil ne permet de couper que le profil des filets, le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets du taraudage devant être réalisé par une opération supplémentaire. Lorsqu'on utilise le procédé de filetage par mouvements de nutation ou hypocyclofdaux pour la réalisation de broches filetées de grande longueur et de très grande précision, il est nécessaire d'usiner d'abord et de fa çon précise le diamètre extérieur lorsqu'vil stagit de filetages, et le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets lorsqu'il s'agit de taraudages. Aussi bien le diamètre extérieur que le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets ainsi que le profil des filets doivent être parfaitement concentriques.Dans les procédés connus on usine, en conséquence, d'abord le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets sur un tour ou une rectifieuse et on réalise ensuite le profil des filets sur des machines équipées de têtes ou mandrins à mouvements de nutation ou hypocycloldaux. Ces procédés présentent les inconvénients exposés ci-dessous qui interviennent dans la qualité des broches filetées ou des écrous taraudés et influencent défavorablement la productivité. I1 est nécessaire de serrer et d'ajusteur les pièces plusieurs fois sur des machines différentes ce qui augmente les risques de défauts de concentricité entre le profil des filets et le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets dtoù une augmentation du nombre des pièces de rebut et des frais de fabrication. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des procédés connus, d'augmenter la produc tivité lors de la réalisation de pièces filetées ou ta fraudées et d'améliorer la qualité de ces pièces en créant un procédé et un outillage pour la mise en oeuvre de ce procédé qui permet d'éviter les défauts de concentricité entre le profil des filets à réaliser et le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets d'un taraudage ou le diamètre extérieur d'un filetage. Conformément à l'invention ce problème est résolu pour un procédé de réalisation de profils de filetages par des mouvements de nutation ou hypocycloidaux et par enlèvement de copeaux du fait qu'aussi bien le diamètre eztérieur,lorsqu'il s'agit d'un filetage, que le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets lorsqu'vil s'agit d'un taraudage, ainsi que le profil des filets de la pièce elle-même, sont réalisés simultanément en une seule opération et au moyen d'un dispositif d'outils de coupe de forme correspondante et montés dans un dispositif de serrage approprié dwun support. I1 est alors avantageux qu'au moins l'un des outils de coupe,mont8s sur le support, réalise par enlèvement de copeaux le diamètre extérieur dtun filetage ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets d'un taraudage tandis que les autres outils de coupe du support réalisent le profil des filets. L'outillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et constitué par un support équipé outils de coupe est caractérisé en ce que les outils de coupe montés sur le support sont disposés dans un même plan et en ce que les tranchants des outils de coupe présentent un profil qui correspond à celui des filets à tailler et à celui du diamètre extérieur ou du diamètre intérieur délimité par les sommets des filets, le plan étant incliné par rapport à l'axe de la pièce à usiner en fonction de l'angle d'hélice a des filets à tailler. Une forme de réalisation avantageuse de lfoutil- lage est caractérisée en ce que les-outils de coupe,réalisant le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets, sont décalés en direction de l'axe de la pièce à usiner par rapport aux outils de coupe taillant le profil des filets. Suivant une autre forme de réalisation les différents outils de coupe montés sur le support sont conçus pour qu'unie première partie de l'outil réalise le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets et qu'une deuxième partie de l'outil présentant un tranchantsdont le profil correspond à celui des filets à réaliser, soit destinée à ltusinage de ces derniers. Lors de l'utilisation du procédé et de l'outillage suivant l'invention pour la réalisation de filets par enlèvement de copeaux ou par des mouvements de nutation ou hypocycloidaux, notamment de filets de grande précision de broches ou dtécrous de grande longueur, il devient possible de supprimer tous les défauts de concentricité entre le profil des filets et le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets. Par rapport aux procédés connus on économise, en outre, opération d'usinage préalable du diamètre extérieur ou du diamètre intérieur délimité par les sommets des filets du fait que cette opération s'effectue en même temps que la taille des filets et sur la même machine sans desserrer la pièce à usiner. En conséquence les frais de fabrication ainsi que le nombre des pièces défectueuses se trouvent réduits. Diverses autres caractéristiques de lwinvention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limita tifs,aux dessins annexés. La fig. 1 montre un outillage pour la réalisation de filetages par des mouvements de nutation ou hypocy cloIdaux. La fig. 2 représente, en coupe et à plus grande échelle, un détail de l'outillage de la fig. 1. La fig. 3 montre un outillage pour la réalisation de taraudagespar des mouvements de nutation ou hypocy cloidaux. La fig. 4 est une coupe développée suivant la ligne A-A de la fig. 3. Les fig. 5 à 8 montrent différents outils de coupe. Le procédé pour la réalisation de profils de filets par enlèvement de copeaux ou par des mouvements de nutation ou hypocycloidaux consiste notamment dans le déplacement axialspar rapport à la pièce à usiner, d'un support d'outils de coupe dune machine travaillant par enlèvement de copeaux ou par mouvements de nutation ou hypocycloidaux. La pièce à usiner et le dispositif de support tournent dans le même sens mais à des vitesses de rotation différentes. L'axe de rotation de la pièce à usiner et celui du dispositif de support ne coïncident pas.Chacun des outils de coupesmontés sur le dispositif de support, comporte un tranchant d'un profil approprié à la réalisation simultanée et en une seule opération du profil des filets et, lorsqu'il s'agit de filetages, le diamètre extérieur ou lorsqu'il s'agit de taraudages, le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets. L'outillage représenté à la fig. 1 et destiné à la réalisation par mouvements do nutation ou hypocyclor- daux de filetages do grande précision, de préférence ceux de broches de très grande longueur, comprend un dispositif de support 1 sur lequel sont montés par serrage des outils do coupe 2, 3, 4 et 3 qui servent à la taille du filetages et à l'usinage du diamètre extérieur de la pièce 6. Comme cela ressort de la fig. 1, l'axe de rotation 7 de la pièce 6 ne coïncide pas avec l'axe de rotation 8 du dispositif de support 1. Le sens de rotation du dispositif de support 1 et de la pièce 6 est indiqué par des flèches. Les deux pièces tournent dans le même sens mais leur vitesse de rotation est différente. Lors de la rotation des outils de coupe 2, 3, 4, 3 autour de la pièce 6 tournant à une vitesse inférieure à celle des outils de coupe, les tranchants 9 de ces derniers pénètrent dans la pièce 6 et taillent le profil des filets étant donné que leurs tranchants 9 présentent un profil qui correspond à celui des filets du filetage et au diamètre extérieur à réaliser. En conséquence chaque outil de coupe contribue à la taille du diamètre extérieur et du profil des filets. Dans cet outillage les outils de coupe 2, 3, 4 et 5,montés sur le dispositif de support 1, sont disposés dans un même plan qui, par rapport à l'axe de la pièce à usiner 6, est incliné en fonction de l'angle d'hélice a du filetages à réaliser. Le dispositif de support l,reprdsenté en coupe à la fig. 2, comporte un outil de coupe constitué par l'assemblage de deux pièces 10 et 11 (fig. 7). La pièce 10 est destinée à l'usinage du diamètre extérieur du filetage tandis que la pièce 11 sert à la taille du profil des filets, les deux opérations étant exécutées en même temps. I1 est également possible d'utiliser,à la place de coutil de coupe composite, un outil de coupe d'une seule piece présentant la forme illustrée à la fig. 8. Un outil d'ébarbage 12 réglable axialement, radialement et angulairement par rapport à la pièce à usiner, peut être monté à la suite de l'outil de coupe opérant par mouvement de nutation. La fig. 3 représente un outillage prévu pour réaliser des taraudages suivant le procédé de l'invention. A cet effet un porte-outil 13,en forme de broche, est monté sur la tête 13 à mouvements de nutation ou hypocycloïdaux d'une machine-outil 14. Un ou plusieurs outils de coupe 16,destinés à la taille du profil 13 des filets et à l'usinage du diamètre intérieur délimite par les sommets 18 des filets d'une pièce 19, sont montés par serrage sur le porte-outil 15. La pièce à usiner 19 et le porte-outil 13 tournent à des vitesses de rotation différentes, l'axe de rotation du porte-outil 15 etant incliné,par rapport à la pièce à usiner 19, en fonction de l'angle d'hélice a du taraudage à réaliser. Afin de permettre 1 'usinage simultané, en une seule opération et analogue au procédé utilisant l'ou- tillage suivant les fig. 1 et 2, du diamètre intérieur délimité par les sommets 18 et du profil 17 des filets sans tre obligé de retirer la pièce 19 de son montage sur la machine-outil 14, le tranchant de l'outil de coupe 16 présente un profil approprié dont la forme est illustrée aux fig. 7 et 8. L'outil do coupe 16 est composé avantageusement de deux pièces 10, 11 en vue de faciliter son affûtage, la pièce 10 étant destinée à l'usinage du diamètre intérieur délimité par les sommets 18 et la pièce 11 (fig. 7) à la taille du profil 17 des filets. Suivant une autre forme de réalisation de l'outil- lage pour la mise en oeuvre du procédé de ltinvention, les outils de coupe 2, 3, 4, 5; 16 sont montés sur le dispositif de support 1, 14 de façon qu'un ou plusieurs outils de coupe usinent le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets tandis que les autres outils de coupe taillent le profil des filets. La forme des outils de coupe 20 usinant le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets est représentée à la fig. 3. La fig. 6 illustre la forme des outils de coupe 21 taillant le profil des filets. Les outils de coupe 20, 21 de formes différentes sont montés sur le dispositif de support 1, 14 en étant décalés, les uns des autres, en direction de l'axe de la pièce à usiner. La représentation développée à la fig. 4, du dispositif de support de la fig. 3, montre la position décalée des outils de coupe 20, 21. Comme cela ressort P de la fig. 4, le décalage est avantageusement do 2 s c'est-à-dire qu'il correspond à un demi-pas de vis du filetages à réaliser. Ce montage et cette disposition des outils de coupe présentent l'avantage qu'il est possible de réaliser, simultanément et avec une concentricité parfaite, le profil des filets et le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets. Les exemples de réalisation représentés se rapportent au filetage et au taraudage d'un mécanisme à arbre de réglage à vis. Cependant le même procédé permet une réalisation précise et économique de tous les types de filetage et de taraudage, il suffit d'utiliser, à cet effet, des outils de coupe dont les tranchants présentent des profils appropriés. REVENDICATIONS l-Procédé pour la réalisation des profils de filetages ou de taraudages par enlèvement de copeaux par des mouvements de nutation ou hypocyeloidaux en déplaçant un dispositif travaillant par mouvements de nutation et par enlèvement de copeaux, axialement par rapport à la pièce à usiner, cette dernière et le dispositif porteoutil tournant dans le même sens mais à des vitesses de rotation différentes et leurs axes de rotation ne coincidant pas, caractérisé en ce qu'aussi bien le diamètre extérieur,lorsqu'il s'agit d'un filetage, que le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets lorsqu'il s'agit d'un taraudage, ainsi que le profil des filets de la pièce elle-même, sont réalisés simultanément en une seule opération et au moyen d'un dispositif d'outils de coupe de forme correspondante et montés dans un dispositif de serrage approprié d'un support. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins ltun des outils de coupe, montés sur le support, réalise par enlèvement de copeaux le diamètre extérieur d'un filetage ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets-dtun taraudage tandis que les autres outils de coupe du support réalisent le profil des filets. 3 - Outillage constitué par un dispositif de support sur lequel sont montés des outils de coupe pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les outils de coupe (2, 3, 4, 5) montés sur le suppm ) sont disposés dans un même plan et en ce que les tranchants (9) des outils de coupe présentent un profil qui correspond à celui des filets à tailler et à celui du diamètre extérieur ou du diamètre intérieur délimité par les sommets des filets, le plan étant incliné par rapport à l'axe de la pièce à usiner (6) en fonction de l'angle d'hélice a des filets à tailler. 4 - Outillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les outils de coupe (2, 3, 4, 5; 16) réalisant le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets (18) des filets (17) sont décalés en direction de l'axe de la pièce à usiner (6, 19) par rapport aux outils de coupe (2, 3, 4, 5; 16) taillant le profil des filets. 5 - Outillage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les différents outils de coupe montés sur le support sont conçus pour qu'unie première partie de l'outil réalise le diamètre extérieur ou le diamètre intérieur délimité par les sommets des filets et qu'une deuxième partie de ltoutil,présentant un tranchant dont le profil correspond à celui des filets à réaliser, soit destinée à cousinage de ces derniers.