Brevet FR2471247A1 — publié le 19810619

Le brochage de pièces présentant des dents héli- coidales au moyen de broches destinées à assurer la taille de finition des côtés des dents est bien connu. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 987 801 décrit une broche d'ébauche présentant un élément tubulaire, ou enveloppe flottante. qui est montée sur sa partie arrière. L'enveloppe flottante comporte des dents décalées latéralement qui exécutent une opération de calibrage latéral. Le brevet précité indique dans sa description-qu'il est possible de produire des pièces à dentures à la fois droites et hélicolda- les. Bien que,théoriquement, le dispositif décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 987 801 précité devrait permettre de produire des pièces-à dentures héli- coidales précises, on a constaté, lors de la production de telles pièces à dentures hélicoïdales des défauts dans le pas ou des déformations des dents, qui sont dus en grande partie au fait qu'avec une broche à dents hélicoïdales, l'action de coupe et l'action de guidage sont différentes sur les côtés formant respectivement un angle aigu et un angle obtus avec la surface d'attaque de la dent. Cela a abouti à d'autres perfectionnements et le brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 3 276 100 décrit une enveloppe de fini- tion modifiée spécialement pour brocher des dents hélicoïdales, enveloppe dans laquelle une série de dents de brochage alignées hélicoldalement sont divisées en un groupe menant et en un groupe suivant, chaque groupe de dents n'ayant pas d'effet de coupe d'un côté et ne coupant que de l'autre, la relation étant inversée dans les deux groupes. Cela représentait un progrès important dans la technique considérée mais, comme les normes le précision imposées sont devenues de plus en plus rigoureuses, il est devenu évidemment nécessaire d'apporter des perfectionnements supplémentaires. D'autres variantes décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n03 178 800, 3 199- 172, 3 217 383, 3 231 962, 3 267 552 et 3 276 099 ont été mises en oeuvre et,dans des cas particuliers, ont résolu dés problèmes spéciaux. Cependant,. il n'a pas été mis au point une broche qui à elle seule peut dans tous les cas produire les dents hélicoïdales très précises que nécessite la techno- logie actuelle. La présente invention concerne un perfectionnement par rapport à l'art antérieur qui, dans la production de broches, s'est avéré supprimer les défauts nécessitant anté- rieurement dans beaucoup de cas des modifications spéciales - et spécifiques pour palier les défauts spécifiques des dents. Selon la présente invention, une broche ou section de broche de finition destinée au brochage de dents hélicoï- dales présente plusieurs séries ou groupes de dents alignées hélicoidalement. Toutes les dents présentent des côtés géné- ralement inclinés hélicoidalement- qui coupent les faces d'attaques pour former des angles aigus et obtus sur les côtés opposés des dents. Egalement, toutes les dents sont conformées pour épouser le profil de l'espace inter-dent dans lequel elles opèrent. Les dents de chaque groupe sont généralement subdi- visées en une section menante et une section suivante. Toutes les dents de la section menante sont, sur leur côté formant un angle aigu, décalées latéralement et détalonnées pour assurer une progression des coupes de calibrage sur les surfaces adjacentes des dents sur toute la hauteur de ces dernières. Dans cette section menante, les dents ne sont ni détalonnées ni décalées latéralement du côté formant un angle obtus. Les dents de la section suivante sont décalées latéralement et détalonnées du côté formant un angle obtus. Du côté formant un angle aigu des dents de la section arrière ou suivante, les quelques premières dents ne sont pas décalées latérlament mais sont détalonnées. A la suite de ces quelques dents se trouve une dent unique qui n'est ni décalée ni détalonnée du côté formant un angle aigu, mais présente un chanfrein latéral se prolongeant vers l'arrière à partir de sa phase d'attaque. Après cette dent unique, les dents suivantes de la section arrière ne sont ni décalées ni détalonnées du côté formant un angle aigu. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une vue en élévation d'une envelop- pe de finition selon la présente invention; et - la figure 2 est une vue schématique illustrant la variation des dents successives. La figure 1 représente une enveloppe de finition qui est destinée à être supportée sur l'extrémité arrière d'une broche d'ébauche, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 987 801 précité. Dans ce but, il est prévu une partie cylihdrique de support à l'extrémité arrière de la broche et l'enveloppe présente un orifice axial généralement cylindrique et qui s'ajuste étroitement sur la partie de support tout en permettant une rotation limitée. La broche d'ébauche présente plusieurs groupes de dents inclinées hélicoidalement de hauteur progressivement croissante,de sorte que, lorsque les dents d'ébauche sont passées à travers une pièce, cette dernière présente un même nombre de dents hélicoidales qui cependant sont plus larges, c'est-à-dire qu'elles présen- tent une étendue circonférentielle légèrement plus grande que celle souhaitée. L'enveloppe 10 comporte des espaces de positionne- ment 12 à son extrémité menante qui placent l'enveloppe sur le support de façon que ses dents soient-au moins sensible- ment en alignement hélicoïidal avec les dents de la broche d'ébauche. En pratique, l'enveloppe est supportée par des butées à son extrémité arrière, ce qui permet une rotation limitée de l'enveloppe pour assurer un alignement précis des dents. La dent menante de chaque série de l'enveloppe constitue une dent pilote qui, comme indiqué sur la figure 2, présente des surfaces latérales s'étendant suivant l'-angle d'hélice de la pièce,mais sans être détalonnées. Les extrémi- tés menantes de ces dents pilotes peuvent être éventuellement chanfreinées pour faciliter leur entrée dans les espaces. compris entre les dents ébauchées de la pièce et pour guider l'enveloppe de manière que ses dents soient précisément ali- gnées hélicoidalement. Les dents de finition sont disposées par groupes cirdonférentiels et par groupes alignés hélicoidalement, comme indiqué en 20. Par suite de cette disposition hélicoida- le, chaque dent présente des-surfaces latérales qui coupent sa surface d'attaque en formant des angles obtus et aigu. -5 Sur la figure 2, la flèche-T.indique le sens de déplacement d'une série de dents de brochage dans les esp-aces inter-dents de la pièce et la flèche B indique le-sens de déplacement de la broche parallèlement à son axe. I1 s'est avéré que le couple imposé par la coupe simultanée.sur les côtés formant un angle aigu et un angle obtus tend à faire en sorte-que la coupe du côté formant un angle obtus soit plus profonde que-celle du côté formant - un angle aigu. Toutefois, dans certains cas, des défauts de dents apparaissent. Théoriquement,. certains des défauts peuvent être attribués au relâchement des pressions de coupe du côté formant un angle obtus des dents lorsque les dernières dents de la-broche commencent à quitter la pièce. La figure 2, sur laqueile les dents sont désignées successivement par numéro 1 à numéro 17, -illustre la modifi- cation particulière qui assure un-perfectionnement: important dans le brochage de dents hé!icoidales. On suppose que les dents pilotes sont dimensionnées de manière à s'ajuster précisément dans les espaces inter- dents. précédemment formés dans la pièce par le brochage d'ébauche ou d'une autre manière.Eventuellement, les côtés d'attaque des dents pilotes peuvent être chanfreinés pour pénétrer dans les espaces inter-dents en cas de-léger désali- gnement hélicoïdal de la broche de finition. La- broche, telle qu'elle est représentée dans l'exem- ple particulier de la figure 2, comporte dix sept dents après la dent pilote de chaque groupe. Ces dents peuvent être considérées pour plus de commodité comme étant divisées en deux séries, une série d"'attaque comprenant les dents numéro 1 à numéro 9 et une série suivante constituée par les dents numéro 10 à-numéro 17. - -Du côté formant un angle obtus,les dents numéro 1 à numéro 9 ne sont ni décalées latéralement ni détalonnées mais constituent ensemble une surface-de guidage effectivement continuede sorte que les dents passent dans les espaces - inter-dents de la pièce, précisément suivant l'angle d'hélice nécessaire. Par conséquent, les tranchants successifs du côté formant un angle aigu effectuent chacun brochage à une largeur déterminée par le décalage latéral ou progression de denture et sur sensiblement toute la hauteur de la dent, brochage qui est désigné comme étant de finition définitive. Lorsque la dent numéro 9 passe à travers la pièce, les côtés des dents taillées par le bord de coupe formant un angle aigu ont été brochés avec précision à la cote. Lorsque la série des dents du groupe suivant consti- tuée par les dents numéro 10 à numéro 17 entrent dans la pièce, les bords de coupe latéralement décalés et détalonnés de leur côté formant un angle obtus assurent une série de brochages dit de finition définitive à une largeur déterminée sensi- blement par la totalité du décalage. latéral ou de la progression dents numéro 10 à numéro 17. Lorsque cette série de coupe est amorçée, le guidage est transféré au côté formant un angle aigu des dents de la broche. Toutefois, les quelques premières dents, représentées dans ce cas par les dents numéro 10 à numéro 12, sont détalon- nées bien qu'elles ne soient pas décalées latéralement. Ainsi, des bords de coupe sont formés à l'intersection entre les cotés et les faces d'attaque de ces dents et, lorsque les bords de coupe décalés latéralement.et détalonnés du côté formant un angle obtus amorçent leurs brochages succes- sifs de finition définitive, les bords de coupe du côté formant un angle aigu des dents numéro 10 à numéro 12, bien qu'ils ne soient pas décalés, assurent la dernière finition des côtés adjacents des dents de la pièce et laissent ces côtés de façon qu'ils suivent précisément l'angle d'hélice ou pas nécessaire et les finissent, précisément selon la forme ou profil requis. A la suite de la dent numéro 12 vientla dent numéro 13 qui du côté for;mant un angle obtus, comme précédem- ment indiqué, est décalée latéralement et détalonnée. Du côté de cette dent formant.un angle aigu, la surface latérale n'est pas détalonnée mais présente une partie de guidage 24 247 1247 qui se trouve dans le prolongement hélicoldal déterminé par les bords de coupe des dents numéro 9 à numéro 12. Cependant, ce côté de la dent numéro 13 est chanfreins à partir de la face d'attaque vers l'arrière comme indiqué en 26, ce chan- frein étant suffisant pour que, lors de l'affûtage de la broche, il ne se forme pas d'épaulement gênant capable de buter contre la pièce lorsque la dent numéro 13 pénètre dans cette dernière. Ce chanfrein peut être réalisé de façon à décaler vers l'intérieur de quelques centièmes de mm, par exemple de 0,178 à 0,254 mm, le coin formé à l'intersection entre les surfaces latérales et la surface d'attaque. Ce chanfrein garantit également l'entrée et le tassage des dents restantes numéro 14 à numéro 17 dans la pièce, les sur- faces continues non détalonnées sur les côtés formant un an- gle obtus de ces dents étant placées précisément pour consti- tuer en fait un véritable prolongement hélicoïdal de la s-ur- face franchie par les côtés formant un angle aigu des dents numéro 9 à numéro 12. Par suite de cette disposition des dents, les dents hélicoïdales de la pièce sont finies à leur forme définitive tout d'abord du côté broché par les bords de coupe formant un angle aigu des dents de la broche, puis par les bords de coupe formant un angle obtus, en assurant une transition régulière entre les deux séries de coupe, tout-en permettant de rectifier les dents de la broche pour affûter les bords de coupe. - La description ci-dessus expose quelques concepts théoriques comme explication possible de la raison pour la- quelle la disposition définie ci-dessus donne de bons résul- tats, mais en analyse finale, la broche représente le- point culminant de décennie d'expériences dans la conception et la modification des broches hélicoïdales et dans ce sens elle est empirique. Cependant, la présente invention décrit une série de dents hélicoïdales de brochage qui ont été adop- tées comme norme. Naturellement, le nombre des dents de la broche de finition peut varier en étant aussi faible que possible pour obtenir un brochage précis et la suppression des défauts at- 24 71247 tribuables au brochage d'ébauche. Comme cela se fait d'une façon classique, le degré de détalonnage est par exemple d'environ 0,5 degré. Le degré de décalage peut varier mais est habituellement uniforme le long des bords de coupe menant de chaque groupe. Le décalage latéral des bords de coupe suivants de chaque groupe peut être légèrement réduit. Les profils des dents résultant du brochage peuvent avoir n'importe quelle configuration désirée, un profil à développante étant usuel dans les pièces dentées et les ar- bres cannelés. Bien que la broche représentée présente des dents externes pour former une denture interne en contrepartie dans la pièce, il est possible de prévoir la même succession de dents dans une broche creuse pour former des dents sur un pignon ou un arbre à cannelures externes. La broche de finition peut être également sur une- enveloppe flottante comme décrit plus haut ou bien elle peut être conformée en façonnant convenablement la section finale des dents sur une broche d'un seul tenant. : - 8 REVENDICATIONS 1. Broche de finition destinée au brochage de fini- tion de dents hélicoidales d'une-pièce, broche caractérisée en ce qu'elle comporte-un corps allongé présentant plusieurs séries.de dents:alignées hélicoidalement et-destinées à assu- rer le brochage de finition de dents précédemment formées sur une pièce, toutes les [dents présen'tant-des surfaces latérales épousant le profil des espaces compris entre les dents adja- centes de la pièce, chaque dent ayant des surfaceslatérales inclinées hélicoidalement par rapport à l'axe longitudinal du corps pour former des angles obtus et aigus avec sa face d'attaque; - ' le groupe menant de la broche présentant des dents qui, de son côté formant un angle aigu, présentent des bords de coupe qui sont. progressivement décalés latéralement. et déta- lonnés pour assurer des brochages successifs sensiblement sur toute la hauteur des côtés adjacents des dents de la pièce; les dents du groupe menant n'étant ni décalées laté- ralement ni détalonnées de leurs côtés formant un angle obtus qui par conséquent constitue des surfaces de guidage an ali- gnement vraiment hélicoïdal et coopérant avec les surfaces latérales adjacentes des dents de la pièce; le groupe suivant de la broche présentant des dents qui toutes sont décalées latéralement et -détalonnées du côté. formant un angle obtus pour assurer des brochages successifs sensiblement sur toute la hauteur des côtés adjacents des dents de la pièce; - les dents du groupe suivant de la broche du côté formant un angle aigu comprenant successivement quelques premières dents qui ne sont pas décalées latéralement mais dont les surfaces latérales sont détalonnées; une seule dent suivante qui, du côté formant-un angle aigu, n'est ne décal'ée latéralement ni détalonnée, mais présente une surface latérale sensiblement chanfreinée vers l'arrière à partir de sa surface-d'attaque; - 1 - les dents restantes du groupe suivant n'étant ni décalées latéralement ni détalonnées du côté formant un angle aigu pour former des surfaces de guidage qui sont en alignement 2 4 71 2 4 7 vraiment hélicoïdal et coopèrent avec les surfaces latérales adjacentes des dents de la pièce. 2. Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chanfrein de la dent unique est tel qu'il déplace l'angle formé par l'intersection de ses surfaces d'attaque et latérales vers l'intérieur de quelques centièmes de milli- mètres afin de conserver le chanfrein lors d'un affûtage. 3. Broche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le décalage vers l'intérieur- de l'angle est de l'or- dre de 0,178 à'0,254 mm. 4. Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre des dents décalées latéralement et détalon- nées du côté formant un angle aigu et du côté formant-un angle - obtus est sensiblement le même. 5. Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre des dents précédant la dents chanfreinée, qui sont détalonnées du côté formant un angle aigu, mais ne sont pas décalées, est de 2 à 4. 6. Broche selon-l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dents sont formées à- l'extérieur du corps de la broche. 7. Broche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite broche de finition est sous la forme d'une enveloppe tubulaire montée sur l'extrémi- té arrière d'une broche.d'ébauche, la broche d'ébauche et la broche de finition présentant des séries de dents alignées hélicoldalement, dans lesquelles la broche d'ébauche taille les dents de la pièce à la profondeur maximale et la broche de finition assure la finition des côtés des dents de la pièce. B. Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre des dents destinées à tailler du côté formant un angle aigu est supérieur au nombre destiné à tailler l'autre côté. 9. Broche selon la revendication 1, caractérisée en -ce qu'elle est constituée par une broche creuse généralement de forme tubulaire dont les dents sont formées à l'intérieur.