Brevet FR2466303A1 — publié le 19810410

La présente invention concerne la construction de machines-outils et a notamment pour objet les machines à tailler les engrenages. L'invention peut être utilisée avec succès notamment pour usiner des roues dentées cylindriques et des arbres cannelés. On connait une machine à tailler les engrenages qui comprend un dispositif assurant une rotation relative déterminée de la broche porte-outil et de la broche portepièce à usiner lors de l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre, en vue de la formation en longueur de la dent. Pendant l'avance longitudinale, la rotation relative de la broche porte-outil et de la broche portepièce à usiner est déterminée par une chaine cinématique comprenant de longs arbres cannelés disposés dans l'axe du banc, des arbres intermédiaires et des transmissions par engrenages coniques. Du fait que la chaîne cinématique de la machineoutil comporte de longs arbres cannelés, des arbres intermédiaires et des transmissions par engrenages coniques dont la rigidité et la précision sont insuffisantes, on est obligé de réduire les régimes de coupe pour éviter les vibrations en cours d'usinage et pour ne pas en diminuer la précision D'autre part, la longueur utile des arbres cannelés disposés suivant l'axe du banc varie, lors de l'avance longitudinale, ce qui aboutit à la variation de la rigidité de la chaine cinématique entre la broche porte outil et la broche porte pièce à usiner lorsque ces dernières changent de position et, par conséquent, nuit encore à la précision d'usinage des pièces par la machine. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients susmentionnés. On s'est donc posé le problème de mettre au point une machine à tailler les engrenages comprenant un dispositif pour coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner, tel que sa chaine cinématique assure une grande rigidité de transmission, une précision élevée de l'usinage, et permette de travailler à haut régime sans nuire à la finition. Le problème posé est résolu grâce à une machine à tailler les engrenages comprenant un dispositif servant à coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner pendant l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre afin de former la dent en longueur et qui, conformément à l'invention, est pourvu de deux chaines cinématiques réunies entre eiles au moyen d'un élément commun, de manière qu'une chaine puisse pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de cet élément, chacune desquelles étant réalisée avec un rapport de transmission égal à l'unité, et avec le même sens de rotation pour l'élément commun que pour les éléments extremes, l'un d'eux étant accouplé à la broche porte-outil et l'autre à la broche portepièce à usiner de façon que les axes de rotation respectifs de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner soient situés dans des plans parallèles et perpendiculaires aux axes de rotation des éléments extrêmes des chaines. Ayant remplacé les arbres cannelés qui subissent l'action de la torsion et les roues d'engrenages coniques par un dispositif dans lequel la rotation est transmise au moyen d'éléments rigides résistant à la torsion et qui se présentent sous la forme d'un train de pignons cylindriques engrenés en série et réalisés avec une grande précision, on obtient une liaison cinématique rigide et précise entre la broche porteoutil et la broche porte-pièce à usiner. A la différence de la chaine cinématique utilisée auparavant, le dispositif proposé ici présente une rigidité constante et plus élevée, qui ne varie pas en fonction de la position relative de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner, du fait que l'on a supprimé dans la chaine cinématique les roues dentées coniques, lesquelles se caractérisent par une précision plus faible en comparaison avec les roues cylindriques ; on a ainsi augmenté la précision de la liaison cinématique entre la broche porte-outil et la broche porte-pièce à usiner. I1 est avantageux de réaliser chaque chaine cinématique à partir d'un nombre impair d'éléments constitués par une série de pignons en prise permanente, qui sont reliés de façon que leurs axes gardent invariable leur position relative pendant qu'une chaine pivote par rapport à l'autre autour de l'axe de l'élément commun. Ayant pourvu les chaines cinématiques d'un nombre impair d'éléments sous la forme de pignons cylindriques, on obtient une rotation dans le même sens des éléments extremes, ce qui est indispensable pour adapter l'angle de pivotement de chacune des chaines à la variation de la position réciproque de la broche porte-outil et de la broche porte--pièce à usiner. Grâce à l'utilisation de pignons cylindriques engrenés en série qui résistent à la torsion et qui sont réalisés avec une grande précision, on obtient un fonctionnement rigide, précis et fidèle du dispositif, même à haut régime d'usinage. Les pignons de chaque chaine peuvent être logés dans un boitier qui assure une position relative précise aux pignons, ce qui est indispensable pour un fonctionnement stable et précis du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'installation seront mieux compris à la lecture de la description d'un exemple concret de réalisation, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble d'une machine à tailler les engrenagess réalisée conformément à l'invention , et - la figure 2 représente une chaine cinématique du dispositif pour coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner, à échelle a grandie, conformément à l'invention. La machine à tailler les engrenages représentée sur la figure 1 comprend un bâti 1 sur lequel repose une table 2 portant une poupée 3 et une contre-poupée 4. Sur la poupée avant 3 est fixée une broche 5 présentant une pointe 6 et portant un dispositif de serrage 7. Dans la contre-poupée 4 est logé un fourreau 8 qui porte une pointe 9. La pièce à usiner 10 est placée entre les pointes 6 et 9 de la poupée 3 et de la contre-poupée 4 ; elle est fixée au moyen du dispositif de serrage 7. Sur le bâti 1 se trouve un trainard 11, portant un chariot 12, auquel on peut donner tout angle voulu par rapport à l'axe de la pièce à usiner 10 en fonction de l'inclinaison de la ligne hélicoïdale de l'outil, d'une fraise tangente par exemple, et de l'angle d'inclinaison des dents à usiner ou à tailler. A l'intérieur du chariot 12, on a monté une broche 13 portant un outil 14. La machine à tailler les dents comprend le dispositif représenté sur la figure 2, destiné à coordonner la rotation de la broche 13 de l'outil 14 et celle de la broche 5 de la pièce à usiner lors de l'avance longitudinale d'une broche par rapport à l'autre en vue d'assurer la formation de la dent en longueur. Monté entre le chariot 12 et la poupée 3, le dispositif mentionné assure les rotations coordonnées des broches 5 et 13 indépendamment de la position relative du chariot 12 et de la poupée avant 3 pendant l'avance longitudinale. Conformément à l'invention, le dispositif pour coordonner ces rotations est formé par deux chaines cinématiques 15 et 16 dont chacune comprend un nombre impair d'éléments. Les chaines cinématiques 15 et 16 sont reliées l'une à l'autre par un élément commun 17 de manière qu'une chaine puisse pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de cet élément commun. Cette rotation relative des chaines 15 et 16 est assurée grace à un roulement (non représenté sur la figure), dont l'axe coïncide avec l'axe de l'élément commun 17. Chaque chaine cinématique 15 et 16 a un rapport de transmission égal à l'unité et est réalisée de sorte que le sens de rotation de l'élément commun 17 coïncide avec le sens de rotation des éléments extrêmes ; les éléments 18 et 19 sont les éléments extrêmes des chaines 15 et 16 sespectivement. L'élément extrême 18 de la chaine 15 est relié par un couple à vis sans fin 20 à la broche 13 de l'outil 14, et l'élément extrême 19 de la chaine 16 est relié par l'intermédiaire d'un couple à vis sans fin 21 à la broche 5 de la pièce à usiner 10 ; la liaison est réalisée de sorte que les axes de rotation de la broche 13 de l'outil 14 et de la broche 5 de la pièce 10 se trouvent dans les plans parallèles qui sont perpendiculaires aux axes de rotation des éléments extrêmes 18 et 1-9 des chaines 15 et 16, respectivement. A titre d'exemple, on a choisi des chaines cinématiques constituées par trois éléments. En plus des éléments extrêmes 18, 19 et de l'élément commun 17, on trouve donc un élément intermédiaire 22 dans la chaine 15 et un autre élément intermédiaire 23 dans la chaine 16. Les éléments 17, 18, 19, 22 et 23 des deux chaines 15 et 16 sont des pignons cylindriques. Les pignons correspondants de chaque chaine sont en prise permanente en formant une série et sont reliés de façon que leurs axes gardent leur position relative inchangée pendant la rotation d'une chaine par rapport à l'autre autour de l'axe de l'élément commun 17. Chaque chaine cinématique est placée dans un boi- tier : la chaine 15 dans un boitier 24 et la chaine 16 dans un boitier 25. Dans le boitier 24, on a monté des paliers (non représentés sur la figure) dans lesquels tournent les axes des pignons engrenés en série de la chaine cinématique 15 qui transmet le couple de rotation à l'autre chaine cinématque 16, dont les pignons tournent aussi librement, du fait que leurs axes reposent dans des paliers du boitier 25. La machine à tailler les engrenages qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante. Pendant le fonctionnement, les moyens d'entrainement de la machine transmettent le mouvement de rotation, par l'intermédiaire du couple à vis sans fin 20, à la broche 13 de l'outil 14 et au-delà, par le train de pignons engrenés en série 18, 22, 17, 23, 19 et par le couple à vis sans fin 21, à la broche 5 de la pièce à usiner 10, broche qui, par l'intermédiaire du dispositif de serrage 7, imprime un mouvement de rotation à la pièce à usiner 10. La rotation de la broche 13 avec l'outil 14 et celle de la broche 5 de la pièce à usiner 10 sont bien coordonnées. Ces mouvements de rotation coordonnés sont maintenus pendant le déplacement de la table 2 avec la pièce à usiner 10 le long de l'axe de la pièce à usiner 10 lors de l'avance longitudinale assurant la formation de la dent en longueur. Pendant le mouvement longitudinal, les boitiers 24 et 25 réalisent le mouvement de rotation autour des axes des pignons extrêmes 18 et 19. La rotation d'un boitier provoque un pivotement supplémentaire du pignon commun 17 du même angle mais dans la direction inverse de la rotation de l'autre boitier ; autrement dit, la position réciproque de chaque élément extrême et de l'élément commun 17 est conservée et ne dépend pas du mouvement de la table 2 provoquant la rotation des boitiers 24 et 25. Lorsque le boitier 24 pivote autour de l'axe du pignon 18, l'axe du pignon commun 17 tourne autour de l'axe du pignon 18 d'un angle égal à l'angle de pivotement du boi- tier 24. Le pignon commun 22 roule sur le pignon 18. Il en résulte un pivotement du pignon commun 17 correspondant à l'angle de pivotement du pignon 22 (mais ce pivotement est orienté dans le sens opposé). Ainsi, indépendamment de la rotation du boitier24, la position relative des pignons 17 et 18 reste inchangée. De même, pendant la rotation du boitier 25 par rapport à l'axe du pignon 17, la position relative des pignons 17 et 19 et, par conséquent, les positions des pignons 18 et 19 restent inchangées. Ainsi, l'avance longitudinale de la table 2, indispensable pour la formation en longueur de la dent sur la pièce à usiner 10, ne provoque que le pivotement des boitiers 24 et 25 et n'influe pas sur la position relative des pignons 18 et 19 liés par le couple à vis sans fin 20 à l'outil 14, et par le couple à vis sans fin 21 à la broche 5 portant la pièce à usiner 10. L'emploi du dispositif proposé permet de supprimer les transmissions par engrenages coniques et les longs arbres cannelés qui réduisent la rigidité et la précision des machines à taillers les engrenages habituelles, de créer un dispositif rigide assurant des rotations exactement coordonnées de la broche porte-outil et de la broche porte-pièce à usiner lors de l'avance longitudinale indispensable pour la formation de la dent en longueur, et de fonctionner à haut régime en augmentant le rendement sans toutefois nuire à la précision d'usinage. Cotr ne il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés celle elle en-embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Machine à tailler les engrenages, comprenant un dispositif pour coordonner la rotation de la broche porte-outil et celle de la broche porte-pièce à usiner pendant l'avance d'une broche par rapport à l'autre afin de former la dent en longueur, caractérisée en ce que le dispositif pour coordonner ladite rotation comprend deux chaines cinématiques reliées entre elles au moyen d'un élément commun, de manière qu'une chaine puisse pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe ae cet élément, chacune desquelles ayant un rapport de transmission égal à l'unité, l'élément commun tournant dans le même sens que les éléments extrêmes, l'un d'eux étant accouplé à la broche porte-outil et l'autre à la broche porte: pièce à usiner, de sorte que les axes de rotation desdites broches se trouvent dans des plans parallèles et perpendiculaires aux axes de rotation des éléments extrêmes des chaînes. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque chine cinématique comprend un nombre impair d'éléments constitués par une série de pignons constamment engrenés et reliés de façon que leurs axes gardent inchangée leur position relative lors du pivotement d'une chaine par rapport à l'autre autour de l'axe de l'élément commun. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les pignons de chaque chaine sont logés dans un boitier particulier.