Brevet FR2479052A1 — publié le 19811002

PROCEDE DE TAILLAGE D'UNE VIS HELICOIDALE D'ENGRENAGE ET VIS OBTENUE PAR LEDIT PROCEDE. La présente invention concerne un procédé de tail- lage de vis hélicoïdale d'engrenage comportant deux tronçons adjacents, dont les filets sont en sens inverse; elle con- cerne également la Vis d'engrenage obtenue par un tel procédé. Dans la demande de brevet français 76-36327 et dans la demande de certificat d'addition 79-15796 qui lui est rat- tachée, on a déjà proposé un dispositif de transmission à en- grenage comportant un arbre menant et un arbre mené fixes, l'un par rapport à l'autre, l'un des arbres portant deux vis sans fin ayant des pas algèbriquement différents et étant relié à l'autre arbre par deux voies cinématiques d'engrenage différentes comportant chacune l'une des deux vis sans fin précitées. Ce dispositif donnant toute satisfaction quant au rendement de la transmission, on a cherché à fabriquer de façon économique des arbres portant deux tronçons adjacents de vis hélicoïdale ayant des pas en sens inverse. Parmi les différentes méthodes de taillage connues, on a constaté qu'il était intéressant de réaliser le taillage sur un tour et, étant donné que la profondeur de filet néces- saire pour la vis à engrenage désirée est importante, on a prévu de réaJ.iser le taillage par une série de passes suc- cessives de l'outil du tour. Pour une telle vis d'engrenage, le diamètre extérieur est fixé d'une part, par la profondeur de filet nécessaire à un bon engrènement avec les pignons qui sont associés à la vis et d'autre part, par le diamètre de la partie résiduelle au voisinage de l'axe, diamètre qui est fixé par l'importance des efforts à transmettre. La longueur des tronçons de vis à tailler sur l'arbre cylindrique initial est imposée par l'obligation d'avoir un bon engrènement des filets de la vis avec les pignons qui coopèrent avec elle- mais, étant donné que la transmission entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie s 'effectue par deux voies cinématiques différentes, l'une des voies cinématiques comporte un pignon intermédiaire de relativement grand diamètre, le diamètre de ce pignon intermédiaire étant d'autant plus important que l'écartement des deux tronçons de vis hélicoïdale à pas in- versé est plus grand sur l'arbre cylindrique o est taillée 4o la vis. Il est doncclair que, pour réduire l'encombrement du 2 2479052 dispositif de transmission mettant en oeuvre une telle vis hé- licoldale, on a intérêt à rapprocher au maximum l'un de l'autre les deux tronçons de vis portés par le même arbre. On sait, d'autre part, que si l'on effectue la taille des filets d'une vis hélicoïdale sur un tour, la vis hélicol- dale tourne continûment, l'outil du tour effectuant des passes successives pour tailler le filet désiré. Dans le cas de la taille d'un filet profond, on procède avec un grand nombre de passes et au début de chaque passe, l'outil est amené de îo l'extérieur en direction de l'axe de l'arbre à tailler. Dans ce mouvement d'approche de l'outil, il faut éviter que l'outil ne bute contre la pièce par une de ses zones distinctes de l'arête de coupe; pour réduire le risque de talonnage de l'outil, on peut penser à augmenter l'angle de dépouille de l'outil, mais, en fait, dans ce domaine, la marge de manoeuvre est extrêmement limitée car l'angle de coupe de l'outil est, en pratique, fixé par la vitesse de coupe, la nature du maté- riau taillé et la nature de l'outil, et l'angle du tranchant de l'outil doit être le plus grand possible pour éviter une fragilisation excessive. En pratique, l'angle de dépouille de l'outil pour le taillage d'une vis hélicoïdale du type désiré ne peut donc pas être beaucoup modifié et se trouve toujours voisin de 60. Pour éviter le talonnage de l'outil on est donc amené à commander l'approche de l'outil en fonction de la ro- tation de l'arbre taillé de façon que l'outil décrive, par rapport à cet arbre, une trajectoire en forme de courbe gauche et permettant d'atteindre la zone à tailler sans talonner sur la matière de l'arbre. Cette courbe gauche a, sur un plan per- pendiculaire à l'axe de l'arbre taillé, une projection en forme d'arc de spirale et sur un plan passant par l'axe de l'arbre à tailler une projection constituant un segment de courbe dont les extrémités définissent une corde qui fait un angle aigu avec l'axe de-l'arbre à tailler. En d'autres termes, le mouvement d'approche de l'outil est réalisé en déplaçant l'outil dans le sens axial de l'arbre à tailler (et dans le sens du filet) en même temps qu'on le rapproche de l'axe de l'arbre à tailler. Ce mouvement d'approche est d'autant plus délicat que l'action de l'outil s'effectue plus près de l'axe de l'arbre à tailler, c'est-à-dire que la trajectoire d'ap- proche est définie pour la dernière passe du taillage. En d'autres termes, la trajectoire d'approche de l'outil est la même pour toutes les passes mais est définie en fonction de la dernière passe. Comme on l'a indiqué précédemment, il est très sou- haitable, pour un dispositif d'engrenage du type de ceux dé- crits dans la demande de brevet français 76-36327, de rap- procher au maximum les extrémités adjacentes des deux tron- çons de vis à filets opposés constituant la vis hélicoldale d'engrenage du dispositif. Si, après avoir taillé le premier tronçon de vis, on commence la taille du deuxième en faisant en sorte que les deux extrémités adjacentes des deux tronçons soient sensiblement dans le mâme plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre taillé, il se présente une difficulté en raison du fait que, dans son mouvement d'approche relatif à la taille du deuxième tronçon, l'outil du tour rencontre le filet pré- cédemment taillé du premier tronçon, ce qui crée sur l'outil des chocs entraînant rapidement sa détérioration. Pour éviter cet inconvénient, on peut, bien entendu, écarter l'une de l'autre les extrémités voisines des deux tronçons adjacents de vis hélicoïdale mais alors l'encombrement du dispositif d'engrenage, qui utilise la vis que l'on désire, augmente rapidement de même que le prix de revient de la vis et du dispositif d'engrenage, complet. On se trouve donc devant une difficulté: si l'on veut réduire le prix de revient en réduisant l'encombrement, on détériore l'outil de coupe et on augmente le coût de fabrication alors que justement la fabrication au tour avait été choisie pour réduire ledit coût; si l'on évite l'augmentation du coût de fabrication en assurant la longévité des outils de coupe du tour, on augmente l'encombrement et par là le prix de revient matière de l'ensemble. La présente inventiona pour but de proposer un moyen pour palier la difficulté ci-dessus exposée. Selon l'invention, on prévoit de séparer les zones occupées par les deux tronçons de vis hélicoldale à pas inverse au moyen d'une gorge pratiquée sur l'arbre à tailler avant la taille des deux tronçons. De la sorte, les trajectoires d'approche de l'outil de coupe pour le premier et pour le deuxième tronçon se trouvent contenues dans ladite gorge et l'outil de coupe ne heurte pas le ou les filet du premier tronçon taillé au cours de son approche pour la taille du ou des filet du deuxième tronçon. En outre, selon la trajectoire d'approche que l'on adopte, la largeur de la gorge peut être relativement réduite, ce qui permet de rapprocher l'un de l'autre les deux tronçons de vis d'une façon bien plus importante que si l'on se contentait d'ajouter bout à bout les zones mortes nécessai- res aux mouvements d'approche de l'outil pour la taille de chacun des deux tronçons. Enfin, la profondeur de la gorge peut être inférieure à la profondeur du filet: il suffit que ladite gorge contienne les trajectoires d'approche de l'outil pour la taille des deux tronçons; ceci permet d'améliorer la résistance de l'arbre entre les deux tronçons taillés. On voit donc que l'invention permet à la fois d'éviter l'augmentation des coûts de production en favorisant la longévité de l'outil de coupe et d'éviter l'augmentation des coûts matière en fa- vorisant le rapprochement des deux tronçons taillés sur le même arbre. La présente invention a, en conséquence, pour objet un procédé de taillage d'une vis hélicoïdale d'engrenage à partir d'un arbre cylindrique sur un tour, ladite vis compor- tant deux tronçons adjacents ayant des pas en sens inverse et étant taillée par passes successives d'un outil de coupe dont l'approche en début de passe s'effectue dans la zone comprise entre les deux tronçons et est définie de la même façon pour toutes les passes, caractérisé par le fait que, dans la zone de séparation des deux tronçons, on réalise, avant de commencer la taille des filets desdits tronçons, une gorge ayant une pro- fondeur au moins égale à la moitié de celle des filets et une largeur au moins égale à 0,15 PA, PA étant le plus grand pas axial des deux tronçons de vis. La présente invention a également pour objet une vis hélicordale d'engrenage obtenue par le procédé ci-dessus défini. Selon un mode préféré de réalisation de la vis de l'invention, la gorge a un profil de section droite triangu- laire ou en forme d'arc; les pas en sens inverse des deux tronçons ont des valeurs égales et la gorge est symétrique par rapport au plan de symétrie des deux tronçons de vis; les deux tronçons de vis sont constitués chacun d'une vis à plusieurs filets, le nombre de filets étant le même pour les deux tronçons; la largeur de la gorge est infé- rieure au double du pas axial commun des deux tronçons pour chacun des deux tronçons de vis, le pas axial PA satis- fait la relation: + / 8PA3 + / 8, ou C est le diamètre extérieur de l'arbre cylindrique taillé; les filets des deux tronçons de vis ont une profondeur HF qui satisfait la relation: a /lHFà3 óS / 8 ala même signification que précédemmento Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, l0 orn va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement il- lustratif et non limitatif, un mode de mise en oeuvre repré- senté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: - la figure unique représente une vis hblieoidale d'engrenage selon l'inventiono En se référant au dessin, on voit que la vis selon l'invention est taillée dans un arbre cylindrique 1 ayant, dans l'exemple décrit, un diamètre de 8 mm, La vis hélicol- dale comporte deux tronçons 2 et 3; le tronçon 2 a un pas 2t r gauche et le tronçon 3 a un pas à droite. Chacun des tron- çons 2 et 3 est constitué de deux filets, le pas de chaque filet >tant de 5,2 mnw - le pas axial, c'est-à-dire la dis- tance entre deu: hélices successives sur une génératrice, est donc de 2,6 mnm. Les deux tronçons 2 et 3 sont séparés l'un de l'autre par une gorge 4, dont la section droite a approximativement un profil en arc de cercle. Le plan médian de la gorge 4, représenté sur le dessin par un trait mixte et désigné par 5, constitue un plan de symétrie, d'une part, pour la gorge 4 et, d'autre part, pour les deux tronçons de vis hélicoïdale taillés 2 et 3. Dans l'exemple décrit, la profondeur de la gorge 4 dans le plan 5 est de 1,2 mm et sa largeur mesurée paralléb- ment à l'axe de l'arbre 1 est de 4 n0m. La profondeur des filets taillés sur les tronçons 2 et 3 est de 1,8 mmo La taille de l'arbre 1 s'effectue sur un tour mul- tibroches de la façon suivante: en premier lieu, on réalise la gorge 4 puis on taille, en passes successives les filets du tronçon 2 et enfin on taille, en passes successives, les filets du tronçon 3. L'arbre 1 est réalisé en acier mi-dur; l'outil est un outil en carbure dont l'angle de coupe est de 6e et l'angle de dépouille de 60 également. Au cours du travail, l'arbre 1 est entraîné en rotation de façon permanente *a *...... .............*..... La trajectoire d'approche de l'outil depuis le diamètre extérieur jusqu'au diamètre du noyau résiduel s'effectue selon une courbe gauche, dont la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre 1 a la forme d'une spirale s'étendant sur 240 d'angle et dont la projection sur un plan passant par l'axe est un arc ayant..DTD: une projection sur l'axe d'une longueur de 3,5mm. On a constaté qu'en respectant les conditions de fabrication ci-dessus données, le taillage des deux tronçons 2 et 3 s'effectuait sans que l'outil de coupe vienne heurter les filets du tronçon 2 dans son mouvement d'approche pour la taille du tronçon 3. On a donc bien obtenu la réduction des coûts de production qui était souhaitable puisque la production s'effectue de façon économique sur un tour multi- broches, sans détérioration des outils de coupe. En outre, la faible largeur de la gorge 4 permet de réduire l'encom- brement de l'ensemble des deux tronçons 2 et 3, et, par con- séquent, de réduire le dimensionnement du dispositif réduc- teur utilisant l'arbre 1 après taillage. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci- dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1 - Procédé de taillage d'une vis hélicoldale d'engrenage à partir d'un arbre cylindrique (1) sur un tour, ladite vis comportant deux tronçons adjacents ayant des pas en sens inver- se et étant taillée par passes successives d'un outil de coupe, dont l'approche en début de passe s'effectue dans la zone com- prise entre les deux tronçons et est définie de la même façon pour toutes les passes, caractérisé par le fait que, dans la zone de séparation des- deux tronçons, on réalise, avant de com- mencer la taille des filets desdits tronçons (2) et (3), une gorge (4) ayant une profondeur au moins égale à la moitié de celle des filets et une largeur au moins égale à 0,15 PA, PA étant le plus grand pas axial des deux tronçons de vis. 2 - Vis hélicoldaled'engrenage obtenue par le procédé se- lon la revendication 1, caractériséepar le fait que la gorge (4) a un profil de section droite triangulaire ou en forme d'arc. 3 - Vis selon la revendication 20 caractérisé par le fait que les pas en sens inverse des deux tronçons (2) et (3) ont des valeurs égales et que la gorge (4) est symétrique par rap- port au plan de symétrie (5) des deux tronçons de vis. 4 - Vis selon l'une des revendications 2 ou 3, caractéri- séPpar le fait que les deux tronçons de vis (2) et (3) sont constitués chacun d'une vis à plusieurs filets, le nombre des filets étant le mime pour les deux tronçons. - Vis selon la revendication 3, caractérispar le fait que la largeur de la gorge (4) est inférieure au double du pas axial commun des deux tronçons (2) et (3). 6 - Vis selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que, pour chacun des deux tronçons de vis (2) et (3), le pas axial PA satisfait la relation: /8_ PA-E 34/8 o est le diamètre extérieure de l'arbre cylindrique taillé (1). 7 - Vis selon l'une des revendications 2 à 6o caractérisé par le fait que les filets des deux tronçons de vis (2) et (3) ont une profondeur HF, qui satisfait la relation: 4 /8 HF G3 4 /8, o 4 est le diamètre extérieur de l'arbre cylindri- que taillé (1).