Brevet FR2459103A1 — publié le 19810109

La présente invention se rapporte à un procédé de génération avec division pour la rectification des dentures d'engrenages à profil de flanc de dent en développante, dans lequel il se produit, entre une meule assiette et la denture, des mouvements alternatifs de génération ainsi que des mouvements de translation dans la direction de la longueur des dents, des mouvements de correction pour la compensation de l'usure de la meule et, finalement, des mouvements de division. Dans le cas des dentures fortement sollicitées tel- les que celles que l'on rencontre dans la construction aéro- nautique, il est nécessaire de rectifier non seulement les flancs de dent à profil en développante mais également les fonds de dent pour respecter les arrondis de pied de dent pres- crits et obtenir un état de surface suffisamment fin sur le fond de dent, ces deux conditions étant extrêmement importan- tes pour la résistance de la denture à la flexion. Avec les procédés connus du genre défini au début du présent mémoire et les machines connues à rectifier les en- grenages prévues pour la mise en oeuvre de ces procédés, qui sont, par exemple, équipées de dispositifs de dressage des meu- les et de correction conformément à la DE-OS 27 26 843, on peut rectifier les flancs de dents d'une très haute précision en des temps d'usinage courts mais, jusqu'à Pésent, il n'était pas possible d'usiner les fonds de dents avec ces procédés et ces machines, de sorte que, dans le cas d'exigences rigoureuses sur les arrondis de pied de dent et d'état de surface des fonds de dent, on était jusqu'à présent conduit à monter la pièce, avant ou après son usinage sur une machine à rectifier les flancs de dent, sur une machine séparée prévue pour l'usinage des fonds de dent. On connaît certes également des procédés et disposi- tifs de rectification des flancs de dent par mise au profil dans lesquels le profil de la meule, qui est constamment en- tretenu par un dispositif de dressage, par exemple conforme au brevet DE 25 36 895, est établi de manière qu'on obtienne, outre la forme en développante des flancs de dent, la forme et l'état de surface voulus des fonds de dent. Toutefois, un inconvénient de la rectification à la meule profilée est que la précision de la forme des flancs de dent dépend de la pré- cision du profil de la meule, de sorte que, dans le cas d'exi- gences rigoureuses concernant la qualité de la denture, la meule doit être dressée très fréquemment, ce qui exige un ap- pareil de dressage compliqué, commandé par des gabarits ou par un mécanisme opérant par génération. A ceci s'ajoute la difficulté connue consistant en ce que, dans le cas de la rec- tification de dentures obliques à la meule profilée, il est nécessaire de modifier le profil de la meule avec la diminu- tion du diamètre de cette meule. Finalement, dans le cas de la rectification par mise au profil, contrairement au cas de la rectification par génération et division, il n'est pas pos- sible d'exécuter n'importe quelle correction de profil voulue sur les flancs de dents. Un autre inconvénient, et non le moindre, est que, dans la rectification à la meule profilée, les temps d'usinage sont extrêmement longs. L'invention vise donc à créer un procédé de généra- tion avec division du genre défini au début avec son disposi- tif de mise en oeuvre, qui soient tels que, avec un seul et même montage de la pièce sur une machine à rectifier travail- lant avec une meule-assiette ou, de préférence, une paire de meulesassiettes, il soit possible de rectifier, non seulement les flancs de dent à profil en développante, mais également les fonds de dent. Suivant l'invention, ce problème est résolu, en ce qui concerne le procédé, par le fait que, dans chaque inter- valle entre deux mouvements de division, la meule se rappro- che du fond de dent par un mouvement d'avance d'une distance suffisante pour rectifier également ce fond, indépendamment de l'amplitude de la correction nécessaire pour compenser son usure. Le procédé conserve donc le mouvement de correction prévu pour la compensation de l'usure de la meule, qui est exécuté à intervalles réguliers ou irréguliers, conformément à l'état de la technique et, normalement aussi bien dans la di- rection axiale de la meule que dans sa direction radiale, de sorte que, grâce à la correction et au dressage qui lui est lié, le point de meulage actif de la meule conserve toujours sa position prescrite sur le flanc de dent pour une position de génération donnée, ou est constamment ramenée dans cette position par le mouvement de correction. Suivant l'invention, il se produit maintenant, en supplément du mouvement de cor- rection nécessaire pour la compensation de l'usure et pour le dressage de la meule, et simultanément avec la correction ou a un moment décalé dans le temps par rapport à ce mouvement, un mouvement d'avance sous l'effet duquel le point actif de meulage se déporte. Ce déport permet de meuler le fond de dent, et ceci avec la meule-assiette qui a précédemment rectifié un flanc de dent et/ou qui rectifiera ensuite un flanc de dent. Il existe deux possibilités différentes de rectification du fond de dent: Dans un premier mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, la meule, ou chacune des meules d'une paire de meules, plonge dans le fond de dent uniquement à la fin de chaque course de génération dirigée vers ce fond. La rectification du fond de dent se produit donc en alternance avec la rectification d'un flanc de dent par génération. En principe, la meule peut décrire son mouvement d'avance à n'im- porte quel instant du mouvement de génération. Toutefois, é- tant donné que, sous l'effet de mouvement d'avance suivant l'invention, la géométrie de génération est modifiée, et bien que cette modification soit en général très faible, la varian- te de la rectification du fond de dent en plongée n'est en gé- néral adoptée que pour la phase d'ébauchage de la rectifica- tion. Si la rectification du fond de dent en plongée obte- nue par le mouvement d'avance de la meule doit également être utilisée pour la phase de finition de la rectification il est avantageux que la meule ne décrive ce mouvement d'avance qu'à la fin ou juste avant la fin de chaque course de génération dirigée vers le fond de dent et qu'elle soit de nouveau reti- rée avant la course de génération suivante dirigée dans le sens opposé ou au début de cette course suivante. La géométrie de génération reste alors inchangée au cours de la rectifica- tion des flancs. Sous l'effet de la rectification en plongée du fond de dent, combinée course par course avec la rectification des flancs de dent par génération, il se forme sur le fond de dent des concavités dont le rayon de courbure correspond au rayon de la meule. Ces concavités peuvent en général être acceptées parce qu'elles restent pratiquement sans influence sur la ré- sistance à la fatigue du pied de dent par flexion alternée. Si, toutefois, on exige un fond de dent exempt de concavités et d'ondulations, il est possible d'obtenir ce résultat avec une autre variante du procédé suivant l'invention dans laquel- le la meule-assiette se déplace sur le fond de dent dans la direction longitudinale de la dent pendant que le mouvement de génération est interrompu. Cette variante du procédé exige cer- tes un temps de rectification plus long mais cet accroissement du coût peut être justifié, notamment dans le cas des engrena- ges de grande valeur et, en outre, on réalise encore de cette façon de très considérables économies en temps et en frais, comparativement à l'exécution de la rectification des fonds de dents sur une machine séparée. Pour réaliser un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on prend pour point de départ un dispositif suivant la demande de brevet CH 2503/79-3, com- prenant au moins une tête porte-meule dans laquelle tourne une meuleassiette, un support de tête porte-meule sur lequel la tête porte-meule est guidée dans la direction radiale de la meule pour le mouvement de correction, un appareil de dres- sage mobile en translation dans la direction du mouvement de correction et un mécanisme moteur de correction capable d'im- primer à la tête porte-meule et à l'appareil de dressage, par 245 910 3 l'intermédiaire d'une chaîne cinématique de correction, des mouvements de correction dans le rapport de 1 à 2. Suivant l'invention, dans un tel dispositif, il est prévu en complé- ment un mécanisme moteur d'avance combiné à la chaîne cinéma- tique de correction et qui est capable d'imprimer à la tête porte-meule et à l'appareil de dressage des mouvements d'a- vance conjoints et de même amplitude. Pour la réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on peut encore repren- dre les caractéristiques de la demande de brevet suisse pré- citée, suivant lesquelles l'appareil de dressage est guidé sur la tête porte-meule pour coulisser dans la direction du mouvement de correction et o un pignon qui tourillonne sur la tête porte-meule engrène avec deux crémaillères qui s'éten- dent dans la direction du mouvement de correction, dont l'une est fixée au support de tête porte-meule et l'autre à l'appa- reil de dressage. Suivant l'invention, ces caractéristiques peuvent encore être perfectionnées par le fait que l'une des deux crémaillères peut être déplacée en translation parallèle- ment à sa longueur sous l'action du mécanisme moteur d'avance de manière que le pignon soit empêché de tourner lors d'un dé- placement de la tête porte-meule provoqué par le mécanisme mo- teur de correction et, de ce fait, fait participer l'appareil de dressage au mouvement de la tête porte-meule dans le rap- port 1 à 1. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en perspective d'une machine à rectifier les engrenages équipée d'un dispositif pour la mi- se en oeuvre du procédé suivant l'invention, qui est ici re- présenté sous une forme simplifiée; - la Fig. 2 est une vue en perspective, correspondan- te mais complétée, du même dispositif; - la Fig. 3 est une vue en perspective d'un autre dispositif, également approprié pour la machine de la Fig. J, 2459 103 et destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant ltinvention; - les Fig. 4a et 4b illustrent, par une vue en pers- pective et une coupe droite de parties d'un engrenage et d'u- ne meule le procédé connu de rectification par génération et division qui peut être mis en oeuvre sur la machine suivant la Fig. 1; - les Fig. 5a et 5b illustrent également, par une vue oblique et une coupe droite de parties d'un engrenage et d'une meule, un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention qui peut être appliqué sur une machine suivant la Fig. 1 avec les dispositifs suivant les Fig. 2 et 3. La machine à rectifier les engrenage représentés sur la Fig. 1 comprend un banc 10 sur lequel un chariot longitu- dinal 12 est guidé pour coulisser longitudinalement, c'est-à- dire parallèlement à l'axe A de la pièce W à rectifier. Pour le déplacement alternatif du chariot 12, est prévu un mécanis- me moteur non représenté, d'une construction connue. Un chariot de génération 14 est guidé sur le chariot longitudinal 12 pour coulisser transversalement à l'axe A. Sur le chariot longitudinal 12 est monté latéralement un méca- nisme d'entraînement 16 à bielle et manivelle qui imprime des mouvements alternatifs transversaux au chariot de génération 14 à l'aide d'un coulisseau 18 dont on peut régler l'excentri- cité. Sur le chariot de génération 14 tourillonne un mandrin de montage 20 tournant autour de l'axe A, qui porte la pièce W et est relié à un secteur de roulement 22, par l'intermédiai- re d'une tête de division non représentée, de construction connue. Sur le chariot longitudinal 12 est guidée, également pour coulisser transversalement à l'axe A, une cage à rubans de roulement 24 qui est reliée au secteur de roulement 22 par des rubans de roulement 26. Lorsque le chariot de génération 14 se déplace alternativement sur le chariot longitudinal 12 tandis que la cage 24 reste immobile par rapport au chariot longitudinal 12, la pièce décrit un mouvement ou développante qui se compose du mouvement transversal du chariot de généra- 245 9103 tion 14 et d'une rotation superposée de la pièce W autour de son axe A. Sur la cage 24 tourillonne un coulisseau 28 guidé dans une coulisse 30 qui est fixée au banc 10 de la machine dans une position réglable. Lorsque la-pièce W possède une denture oblique, comme on l'a représenté sur la Fig. 1, on règle la coulisse 30 sur un angle d'inclinaison par rapport à l'axe A qui correspond à l'angle d'inclinaison des dents. Les mouvements alternatifs du chariot longitudinal 12 le long de l'axe A ont alors pour conséquence que la cage 24 décrit des mouvements alternatifs transversaux sur le chariot longitudi- nal 12 et, que, par suite, il se transmet à la pièce W, par l'intermédiaire de l'arc de roulement 22, des rotations par- tielles alternatives additionnelles qui se superposent aux rotations partielles provoquées par les mouvements transver- saux alternatifs du chariot de génération 14. Le banc 10 de la machine porte également un montant 32 dont on peut régler la position angulaire par rotation au- tour d'un axe vertical V. Sur ce montant 32 est guidée une poutre transversale horizontale 34 réglable en hauteur. La poutre transversale 34 porte deux supports 36 de tête porte- meule symétriques l'une de l'autre et que l'on peut déplacer l'une en sens inverse de l'autre le long de la poutre trans- versale 34. Une tête porte-meule 38 est guidée et réglable en hauteur sur son support 36. Dans chaque tête porte-meule 38 tourillonne une meule-assiette 40. Sur la Fig. 1, seul le support 36 arrière, qui est le plus éloigné de l'observateur, est entièrement représenté avec sa tête porte-meule 38 tandis que, pour la clarté du des- sin, on a omis de représenter certaines parties du support 36 avant et de sa tête porte-meule 38. Sur chacune des têtes porte-meule 38 est guidé pour coulisser verticalement un appareil de dressage 42 qui com- prend un galet de dressage 44 et un palpeur 46. Par ailleurs, sur chaque tête porte-meule 38 tourillonne un pignon 48 qui engrène, d'une part, avec une crémaillère 50 montée verticale- ment sur le support de tête porte-meule 36 correspondant et, d'autre part, avec une crémaillère 52 fixée verticalement à l'appareil de dressage 42 correspondant. A chaque tete porte- , meule 38 est combinée une vis verticale 54 qui assure le ré- glage en hauteur. On décrira maintenant des détails des supports de tête porte-meule 36 et des têtes porte-meules 38 dans deux for- mes de réalisation représentées sur les Fig. 2 et 3. Suivant la Fig. 2, la vis 54 tourillonne dans une plaque horizontale 56 à profil en coin réglable en hauteur qui est guidée sur le support de tete porte-meule 36; le montage est réalisé de telle façon que la vis 54 participe à chaque déplacement en hauteur de la plaque en coin 56. Cette plaque repose sur un coin 58 qui est guidé et mobile horizontalement sur le support de tête porte-meule 36, de sorte que, lorsque le coin 58 se déplace, la plaque en coin 56 se déplace vers le haut ou vers le bas en restant parallèle à elle-même. A l'extrémité supérieure de la vis 54 est calée une roue dentée 60 qui engrène avec un pignon 62. Ce pignon 62 tourillonne dans la plaque en coin 56 et est couplé avec une roue à rochet 64 qui coopère avec un cliquet 66. Le cliquet 66 est monté sur la tige de piston d'un vérin hydraulique ou pneumatique 68 à piston et cylindre, dont le piston est sol- licité par-un ressort de rappel 70 qui tend à le repousser vers la roue à rochet 64. Le volume du cylindre situé sur le côté du piston du vérin qui est le plus éloigné de la roue à rochet 64 est relié à une source de fluide sous pression par une conduite 72 et un distributeur non représenté. Chaque im- pulsion de fluide sous pression transmise au vérin 68 provoque une rotation de la roue à rochet 64 d'un pas de sa denture et, par conséquent, une rotation partielle définie de la vis 54. Pour commander la translation du coin 58, il est pré- vu un vérin 74 à piston et cylindre, à double effet, dont cha- cune des deux chambres peut être reliée à une pompe à fluide 2459 103 sous pression 80 par une conduite 76a ou 76b respectivement et par l'intermédiaire d'une électro-vanne 78a ou 78b respective- ment. Les électro-vannes 78a et 78b sont connectées électrique- ment à un appareil de commande 82 et à un tableau de commande 84. Le cylindre du vérin 74 est suffisamment long pour permet- tre de commander le déplacement du coin 58 sur une course plus ou moins longue, choisie à volonté en plusieurs paliers. Sur la plaque encoin 56 est monté un capteur de cour- se 86 qui coopère avec le support de tête porte-meule 36 et est également connecté à l'appareil de commande 82. Lors de chaque réglage de la hauteur de la plaque en coin 56 par rap- port au support de tête porte-meule 36, le capteur de course 86 envoie des signaux correspondants à l'appareil de commande 82. Finalement, à la plaque en coin 56, est fixée une tige verticale 88 qui est guidée sur le support de tête porte- meule 36 pour coulisser verticalement. La crémaillère 50 est fixée sur cette tige 88. Un déplacement du coin 58 en translation vers la droite (vu sur la Fig.2),commandé par le vérin 74, a pour ef- fet que la plaque en coin 56 se déplace vers le bas d'une dis- tance qui est fonction de l'angle du coin, et la vis 54 ainsi que la tige 88 participent à ce mouvement. Par suite, la tête porte-meule 38 et la crémaillère 50 se déplacent vers le bas simultanément avec la plaque en coin 56 et de la même distan- ce. Etant donné que, de ce fait - et si la vis 54 ne tourne pas - il ne se produit pas de mouvement relatif entre la cré- maillère 50 et le pignon 48, ce pignon 48 entraîne la crémail- lère 52 et, avec elle, l'ensemble de l'appareil de dressage 42, vers le bas d'une distance égale à celle dont la tête porte- meule 38 descend. Ce mouvement descendant est un mouvement purement d'avance, qui n'est pas lié à un dressage de la meule et qui, par conséquent, déporte le point actif de la meule vers le bas, vers le fond de dent. Si, au contraire, il est nécessaire de dresser la meule 40, il se produit sous l'action du vérin 68 une rota- tion de la vis 54 et, de ce fait, un mouvement descendant de la tête porte-meule 38 auquel ni la plaque en coin 56 ni, par conséquent, la crémaillère 50 ne participent. Le mouvement descendant de la tête portemeule 38 provoque donc une rota- tion du pignon 48, de sorte que ce dernier déporte l'appareil de dressage 42 vers le bas par rapport à la tête porte-meule 38. A chaque déplacement vertical de la tête porte-meule 38 commandé uniquement par le vérin 68 et non pas provoqué par un déplacement en translation du coin 58, l'appareil de dres- sage 42 se déplace donc d'une distance double. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 3, la vis 54 tourillonne directement dans le support de tête porte-meule 36, de sorte qu'elle ne peut se déplacer en hau- teur que conjointement avec ce support. A l'extrémité supé- rieure de la vis 54 est calée une roue à vis sans fin 90 qui engrène avec une vis sans fin 92. Cette vis est calée sur l'ar- bre d'un moteur pas à pas 94 et elle peut être accouplée à une autre vis sans fin 98 par un embrayage commandé 96. Cette au- tre vis sans fin 98 engrène avec une roue à vis sans fin 100 qui est calée sur une vis 102 tourillonnant dans le support de tête porte-meule 36 et immobilisée en translation axiale dans ce support. La vis 102 est vissée dans un filetage d'é- crou formé dans la crémaillère 50, de sorte que chaque rota- tion de la vis 102 provoque un déplacement vertical de cette crémaillère 50. Le dispositif de la Fig. 3 travaille de la même fa- çon que celui de la Fig.2. il R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de génération avec division pour la rectification de dentures d'engrenage à profil de flanc de dent en développante, dans lequel il se produit, entre une meule-assiette et la denture, des mouvements alternatifs de génération ainsi que des mouvements de translation dans la di- rection de la longueur des dents, des mouvements de correction pour la compensation de l'usure de la meule et, finalement, des mouvements de division, caractérisé en ce que, dans cha- que intervalle entre deux mouvements de division, la meule (40) se rapproche du fond de dent par un mouvement d'avance d'une distance suffisante pour meuler également ce fond, indé- pendamment de l'amplitude de la correction nécessaire pour com- penser son usure. 2 _ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la meule (40) ne plonge dans le fond de dent qu'à la fin de chaque course de génération dirigée vers le fond de dent. 3 - Procédé suivant la revendication 2, appliqué à la phase d'ébauchage de la rectification, caractérisé en ce que la meule (40) décrit son mouvement d'avance à des instants du mouvement de génération qui sont choisis à volonté. 4 - Procédé suivant la revendication 2, appliqué à la phase de finition de la rectification, caractérisé en ce que la meule décrit son mouvement d'avance à la fin ou peu de temps avant la fin de chaque course de génération dirigée vers le fond de dent et est retirée avant la course de géné- ration inverse suivante ou au début de cette course. - Procédé suivant la revendication 1, notamment appliqué à la rectification de finition, caractérisé en ce que la meule-assiette (40) se déplace le long du fond de dent dans la direction de la longueur de la dent pendant que le mouve- ment de génération est interrompu. 6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant au moins une tête porte-meule sur laquelle tourillonne une meule-assiette, un support de tête-porte-meule, sur lequel la tête porte-meule est guidée dans la direction radiale de la meule pour le mouvement de correction, un appareil de dres- sage mobile en translation dans la direction du mouvement de correction et un mécanisme moteur de correction capable d'im- primer à la tête porte-meule et à l'appareil de dressage, par l'intermédiaire d'une chaine cinématique de correction, des mouvements de correction dans le rapport de 1 à 2, caractéri- sé en ce qu'à ladite cha ne cinématique de correction (54 et à 70), est combiné, en outre, un mécanisme moteur d'avance (56, 58, 74) capable d'imprimer à la tète porte-meule (38) et à l'appareil de dressage (42) des mouvements d'avance con- joints et de même amplitude. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, dans le- quel l'appareil de dressage est guidé sur la tête porte-meule pour coulisser dans la direction du mouvement de correction et o un pignon qui tourillonne sur la tête porte-meule engrè- ne avec deux crémaillères qui s't6tendent dans la direction du mouvement de correction, dont l'une est fixée au support de tête porte-meule et l'autre à l'appareil de dressage, carac- térisé en ce que l'une des deux cr6maillères (50, 52) peut ê- tre déplacée en translation parallèlement à sa longueur sous l'action du mécanisme moteur d'avance (56, 58, 74) de manière que le pignon (62) soit empêché de tourner lors d'un d6place- ment de la tête porte-meule (38) provoqué par le mécanisme moteur de correction et, de ce fait, fait participer l'appa- reil de dressage (42) au mouvement de la tête porte-meule (38) dans le rapport 1 à 1.