Brevet FR2521048A1 — publié le 19830812

l 2521048 OUTIL POUR LA REALISATION DE FORMES PROFILEES EXTERIEURES La présente invention concerne un outil pour la réali- sation de formes profilées extérieures droites ou obliques, avantageusement des dentures extérieures Ces dentures exté- rieures peuvent être à développante ou non Pour la produc- tion de telles formes profilées extérieures, l'outil possède des filets de vis sans fin à pas simple ou à pas multiple, dont la surface est formée d'une grande quantité de cristaux à meuler. Pour la réalisation de formes profilées extérieures, en particulier de dentures extérieures, on peut faire la différence entre l'usinage doux ou tendre et l'usinage dur. Dans le cas de l'usinage doux ou tendre, le profil extérieur est produit au moyen d'une fraise-mère sur une machine de taillage par génération Audelà d'une dureté déterminée du matériau, l'utilisation d'une telle fraise-mère est forte- ment limitée Dans ce cas on utilise l'usinage dur par recti- fication par génération o le processus de rectification peut être à génération continu ou discontinue Le déroulement du mouvement de la rectification par génération continue sur une machine à rectifier correspond au déroulement du mouve- ment du taillage par génération Comme outil, une meule en céramique avec profil de référence formant crémaillère trouve son utilisation Le déroulement du mouvement de la rectifica- tion par génération discontinue sur une rectifieuse corres- pond de même à celui du rabotage par génération Comme outil, on utilise des meules assiettes biconiques à profil en trapè- ze ou à flancs droits, en matière céramique Enfin, on peut réaliser des formes profilées extérieures droites ou obliques également par rectification par meule de forme, par exemple sur une machine à rectifier les dents Dans ce cas, le dérou- lement du mouvement correspond à celui du taillage par fraise de forme. Les fraises-mères utilisées pour l'usinage mou effec- tuent, par suite de leurs goujures, une coupe discontinue Il en résulte des charges périodiques de la pièce, de l'outil et de la machine-outil, qui conduisent à des vibrations Ces vibrations limitent d'une part la puissance des machines à tailler par génération et ont par ailleurs un -effet défavo- rable sur la durée de vie de l'outil. L'inconvénient de la rectification par génération utilisée pour l'usinage dur réside particulièrement dans le fait que les outils à meuler ou à rectifier en céramique doivent fréquemment être dressés, et celà soit à l'extérieur ou à l'intérieur de la machine Du fait du danger de rupture des outils à meuler en céramique, leur nombre de tours maxi- mum est limité Pour des vitesses périphériques supérieures, l'espace d'usinage de la machine doit être capoté à grand frais pour éviter des accidents dûs à des outils qui écla- tent Dans la rectification par génération discontinue, on utilise avec les meules en biconiques en trapèze ou les meules assiettes, des outils dont la surface de contact avec la pièce est relativement petite En plus du temps perdu pour les générations de division nécessaires, le processus de meulage lui-même prend également un temps relativement long. L'utilisation d'outils à meuler en céramique en forme de vis sans fin, dans le cas de la rectification par génération, est liée du point de vue productivité, à un diamètre relativement grand de la vis sans fin Comme, dans de nombreux cas, cela n'est pas possible du fait de la forme de la pièce, l'utili- sation de ce procédé est très limitée. La présente invention a pour tâche de créer un outil comprenant aussi bien à l'usinage mou ou tendre qu'à l'usina- ge dur, pour la production de formes profilées extérieures droites ou obliques, à développante ou non, avantageusement des dentures extérieures, qui permet d'éviter les inconvé- nients des outils connus et qui rend possible un usinage tendre et dur, en toute sécurité, sur une seule et unique machine avec une puissance considérablement augmentée par rapport aux procédés connus. Cette tâche est résolue à l'aide d'un outil pourvu de filets de vis sans fin à pas simple ou à pas multiple, sur lequel, selon l'invention, toute la surface des filets de vis sans fin d'un corps de base en acier est pourvue d'une couche uniforme d'un matériau super-dur et l'on utilise, comme matériau super-dur, en particulier du nitrure de bore cris- tallin cubique ou du diamant. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche du matériau super-dur est formée, d'une façon connue, par voie galvanique, sur le corps de base Avantageusement, le corps de base en acier est trempé avant formation de la couche galvanique. Grâce à l'outil selon l'invention, on peut réaliser, sur la même machine outil, aussi bien des usinages tendres ou mous qui jusqu'à maintenant étaient réalisés au moyen de fraises-mères, que des usinages durs, pour la création de formes profilées extérieures Par rapport aux procédés connus de taillage par génération, l'outil selon l'invention offre l'avantage que les cristaux à meuler du matériau super-dur donnent une coupe continue, qui, par suite du nombre de tours considérablement augmenté en raison de la haute résistance de l'outil selon l'invention, donne non seulement une capacité de coupe considérablement plus élevée, mais évite de plus la production de vibrations En même temps, avec l'outil selon l'invention, l'usinage de matériaux à haute résistance peut être accompli, donc même l'usinage d'aciers fortement traités, fortement alliés et trempés n'amène aucune difficul- té Par suite de la considérablement plus forte résistance de l'outil selon l'invention présentant un corps de base en acier et enduit sur toute sa surface d'un matériau super-dur, par rapport à la vis sans fin en céramique, les limites du nombre de tours à considérer, jusqu'à maintenant, pour l'usinage dur, à cause de la résistance de l'outil, tombent. La vitesse périphérique de l'outil selon l'invention est limitée uniquement par les nombres maximum de tours de l'outil et de la pièce pouvant être maîtrisés selon la construction de la machine et la commande Des vitesses péri- phériques s'élevant à 100 m/s peuvent être atteintes, on peut donc obtenir, avec l'outil selon l'invention, une très haute puissance d'enlèvement,même dans l'usinage dur. Avec l'outil selon l'invention, aussi bien l'usinage tendre que l'usinage dur pour la réalisation de formes profi- lées extérieures sont considérablement économiques Vis à vis 4 2521048 des fraises-mères connues, l'outil selon l'invention peut être fabriqué à un prix bien plus favorable, d'autant plus que, dans le cas d'une usure du matériau super-dur, le corps de base en acier peut être de nouveau recouvert d'une couche de ce matériau super-dur Dans le cas d'un revêtement galva- nique, il est simplement nécessaire de retirer le reste de la couche usée et de couvrir le corps de base d'une nouvelle couche du matériau super-dur Vis à vis des outils à meuler en matière céramique, l'outil selon l'invention présente le grand avantage que les fréquentes opérations de dressage sont supprimées et que, du fait de la forte résistance à l'usure, même des outils d'un plus petit diamètre peuvent être utilisés Les outils selon l'invention permettent un fort raccourcissement du temps de rectification et permettent, par suite du meulage à froid, d'accomplir également des processus de meulage profond, sans qu'il n'y ait une influence thermique sur la structure des pièces. L'outil selon la présente invention peut ainsi être utilisé aussi bien à la place de fraises-mères plus coûteuses qui nécessitent un réaffûtage fréquent, qu'également à la place d'outils à meuler en céramique, ce qui supprime à la fois les dispositifs de dressage et les processus de dressage qui prennent du temps, ainsi qu'également les dangers d'acci- dents présentés par ces outils en céramique Avec l'outil selon l'invention, un meulage profond à grande vitesse est possible, et cela en utilisant un procédé économiquement avantageux car d'une part on utilise des outils pouvant être fabriqués économiquement et qui possèdent une longue durée de vie, avec une forte puissance d'enlèvement, et d'autre part les dispositifs spéciaux de dressage pour l'outil et le capo- tage de l'espace d'usinage de la machine sont supprimés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un outil en forme de vis sans fin pour la fabrication d'un denture exter- ne; la figure 2 montre une partie d'une vue de dessus de l'outil représenté sur la figure 1; la figure 3 est une coupe normale à travers un pas de vis sans fin. L'outil prévu pour la réalisation de formes profilées extérieures droites ou obliques possède un corps de base en acier 1, qui, dans l'exemple de réalisation, est réalisé en forme de vis sans fin avec pas de vis simple Le corps de base peut être trempé après son finissage. Sur toute la surface de la vis sans fin, le corps de base 1 est pourvu d'une couche régulière 2 en un matériau super-dur Comme matériau super-dur, on utilise particuliè- rement du nitrure de bore cristallin cubique ou bien du diamant La formation de cette couche 2 est avantageusement effectuée par voie galvanique, de façon que l'on puisse atteindre une épaisseur uniforme et par conséquent une couche dont la résistance est exactement prédéterminée, sur le corps de base 1 L'épaisseur de la couche peut être comprise, selon la grandeur des cristaux du matériau super-dur, entre 0,050 mm et 0,300 mm. A l'utilisation de l'outil, par exemple pour la fabri- cation d'une roue dentée 3 pourvue d'une denture extérieure selôn la figure 1, la surface du corps de base 1, pourvue de la couche 2, agit selon les rapports de contact, par enlève- ment, donc on peut obtenir une haute puissance d'enlèvement, et surtout la vitesse périphérique de l'outil qui tourne, par suite de cette plus grande résistance, peut être choisie à une valeur plus élevée et on peut, de façon correspondante, prévoir une plus grande vitesse d'avance. Par l'utilisation d'un matériau super-dur pour recou- vrir le corps de base 1, on peut supprimer les processus de réaffûtage ou dressage Lorsque la couche 2, après une assez longue utilisation de l'outil, est totalement ou partielle- ment usée au-delà de la tolérance permise, elle est totale- ment retirée et le corps de base 1 est de nouveau pourvu, par voie galvanique, d'une couche 2, en matériau super-dur. REVENDICATIONS 1 Outil pour la réalisation de formes profilées extérieures droites ou obliques, avantageusement de dentures extérieures avec filets de vis sans fin à pas simple ou mul- tiple, dont la surface est formée d'un grand nombre de cris- taux à meuler, caractérisé en ce que toute la surface des filets de vis sans fin d'un corps de base en acier ( 1) est pourvue d'une couche uniforme ( 2) d'un matériau super-dur, en particulier de nitrure de bore cristallin et cubique ou de diamant. 12 Outil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche ( 2) du matériau super-dur est formée d'une fa- çon connue, par voie galvanique, sur le corps de base ( 1). 3 Outil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le corps de base ( 1) fabriqué en acier, est trempé avant d'être recouvert par voie galavani- que. 4 Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il peut être utilisé aussi bien pour l'usinage tendre de l'acier qu'également pour l'usinage dur. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche ( 2) formée par voie galvanique présente, selon la grandeur des cristaux du matériau super-dur, une épaisseur uniforme de 0,050 mm à 0,300 mm.