Brevet FR2523010A1 — publié le 19830916

L'invention a pour objet un procédé de moletage coupant ou déformant, et des moyens de mise en oeuvre, destinés à moleter ou rainurer des alésages ou portées cylindriques de pièces. L'objet de l'invention se rattache aux secteurs techniquesdu travail des métaux avec ou sans enlèvement de matière. Il est connu de former dans les alésages ou sur les portées cylindriques de pièces qui doivent être montées en friction, des rainures ou des sculptures hélicoIdales généralement croisées selon des pas inverses, qui ont principalement pour objet : de servir de réserve de lubrifiant, de favoriser ltévacuation rapide des débris, particules d'usure ou corps étrangers, et enfin de diminuer les températures des surfaces en appui. C'est l'opération de moletage ou rainurage que l'on exécute dans de nombreux cas et pour des applications variées, notamment le moletage de baguespaliers ou de bagues-coussinets. Pour exécuter ces rainures, on procède, d'une manière connue, en utilisant un outil de rainurage qui est déplacé en translation le long de l'alésage ou de la portée de la pièce i moleter, cette pièce étant entraînée en rotation, de façon à former une rainure hélicoIdale. I1 faut former une à une les rainures qui sont croisées en étant exécutées selon des pas inverses. Le procédé est long et motteux. Selon un autre procédé connu, on exécute le moletage en attaquant la portée ou l'alésage de la pièce à rainurer qui est entrat- née en rotation, au moyen d'une molette périphériquement dentée. La molette a un diamètre réduit sensiblement inférieur à l'alésage ou à la portée, pour attaquer tangentiellement la portée. La dite molette est portée à rotation libre à l'extrémité d'un bras-support, et elle est déplacée parallèlement à l'axe de la portée. Cependant, l'axe de la molette est soigneusement réglé avec une inclinaison convenable par rapport à l'axe de l'alésage ou de la portée à moleter. Le déplacement parallèle à l'axe de la molette inclinée engendre les rainures hélicordales dans un sens.On forme les rainures hélicoidales selon un pas inverse, en inversant le sens de rotation de la pièce et en opérant un autre règlage de la molette dont l'inclinaison doit être aussi inversée. Si ce procédé est moins long que le premier, il n'en demeure pas moins relativement long puisque l'on doit procéder à deux opérations et à des règlages délicats des positions inclinées de la molette. Ds que l'on a une fabrication répétitive de pièces, le coût est élevé.D'autre part, compte tenu de certaines dimensions diamétrales minimum des molettes, ce procédé ne permet pas de moleter ou rainurer des pièces dont les alésages sont relativement réduits Le'procédé suivant l'invention remédie à ces inconvdnients et il est principalement caractérisé en ce que l'on exécute le moletage ou rainurage des alésages ou des portées cylindriques au moyen d'une molette cylindrique dentée hélicoIdalement selon un pas correspondant au moletage ou rainurage à obtenir, le diamètre au fond des dents de la molette correspondant sensiblement au diamètre de l'alésage ou de la portée de la pièce à moleter, on centre la molette par rapport à l'alésage ou à la portée de la pièce, on assure un déplacement axial relatif entre la molette qui est montée à rotation libre, par rapport à la pièce, de façon que la molette traverse l'alésage ou la portée de la pièce qui est fixe, ces dispositions et ce déplacement formant en une seule passe les rainures ou sculptures hélicodales dans l'alésage ou sur la portée de la pièce. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en perspective illustrant un exemple de réalisation des moyens de moletage ou rainurage d'alésages. La figure 2 est une vue en coupe illustrant les moyens selon figure 1-avant moletage de l'alésage d'une bague. La figure 3 est une vue en coupe illustrant un exemple de rda- lisation des moyens de moletage ou rainurage de portées cylindriques. La figure 4 est une vue en perspective illustrant à titre d' exemple une bague dont l'alésage a été moleté. La figure 5 est une vue partielle et en coupe à grande échelle, montrant une molette à dents coupantes. La figure 6 est une vue partielle et en coupe considérée suivant la ligne 6-6 de la figure 5, montrant le profil des dents coupantes. La figure 7 est une vue partielle et en coupe à grande échelle, montrant une molette à dents déformantes. La figure 8 est une vue partielle et en coupe considérée suivant la ligne 8-8 de la figure 7, montrant le profil des dents dé formantes. Les figures 9 à 12 sont des schémas illustrant, dans l'application au moletage d'alésages, les différentes phases d'exécution du moletage avec deux molettes de pas inverses. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le decrt maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins. Comme indiqué dans le préambule, le procédé suivant l'invention est remarquable en ce que l'on exécute le moletage ou le rainurage des alésages ou des portées cylindriques en une seule passe par déplacement axial relatif entre une pièce à rainurer ou à moleter convenablement positionne et au moins une molette à denture hélicoidale libre en rotation. A partir de cette définition générale, on peut réaliser le moletage ou le rainurage de plusieurs manières. Si l'on opère avec une seule molette à denture hélicoidale, on comprend que l'on obtiendra des rainures ou sculptures hélicoi- dales dans l'alésage ou sur la portée de la pièce. Si l'on opère avec deux molettes successives à dentures hélicoidales formées selon des pas inverses, on obtiendra des rainures ou des sculptures hélicoldales croisées ou moletage. Dans ces deux cas, on peut prévoir soit un dépbcementen translation de la ou des molettes montées libres en rotation, par rapport à une pièce à positionnement fixe, soit un déplacement en translation de la pièce, par rapport à la ou aux molettes àpositionnement fixe mais montées à rotation libre. D'autre part, la pièce peut être soit seulement positionnée et centrée sur un support ou un plan de montage, soit encore positionnée, centrée et maintenue fixement. Dans le premier cas, la pièce ne se déplace pas en rotation pendant l'opération du fait de l'action de pression exercée par la ou les molettes à denture hélicordale, Dans les exemples illustrés aux figures des dessins, on décrit le procédé et les moyens deitse en oeuvre appliqués à un moletage, c'est-à-dire en formant en une seule passe des rainures ou sculptures hélicoidales croisées dans des alésages ou sur des portées cylindriques, et l'on a choisi de déplacer en translation les molettes pour leur faire traverser l'alésage ou la portée de la pièce qui est seulement arrêtée en translation sur un support ou un plan de montage. On voit aux figures 1 et 2, un exemple non limitatif de montage des molettes (1) et (2) à dentures hélicoidales inversées. L'extrémité inférieure épaulée (3a) d'une tige (3) reliée à tous moyens de déplacement en translation, forme une queue cylindrique (3b) sur laquelle sont montées à rotation libre et successivement les molettes (1 et 2) présentant à cet effet des alésages (la) et (2a). Puis une pièce de butée (4) est engagée par un chambrage (4a) en bout de la queue (3b) et y es retenue et fixée par un ensemble rondelle-vis(5) traversant la piece (4) entre sa face inférieure et le ch ambrag e, et se vissant dans la queue (3b). A noter que l'on prend soin de déterminer les dimensions de ces différentes pièces, en particulier la profondeur du chambrage (4a), la largeur des molettes (let 2) et la longueur de la queue (3b), de telle sorte qu'une fois la pièce (4) vissée en butée à 1' extrémité de la queue, il subsiste un jeu (j), par exemple entre la face inférieure de l'épaulement (3a) et la face supérieure de la première molette (1), de manière à permettre leur rotation Ligure 2). Les molettes (1 et 2) sont des pièces cylindriques en métal de caractéristiques convenables, présentantssleur périphérie des dents inclinées de manière inverse pour réalisedsuccessivement, et en une seule passe, dans l'alésage (6a) de la pièce (6), des rainures ou sculptures hélicoldales (6b) dans un sens, puis des rainures ou sculptures hélicoidales (6c) dans l'autre sens (figure 4). Les molettes constituent un outil à profil constant dont les dents (lb, 2b) ont tout profil en section assurant une coupe efficace et pouvant être aisément réaffutables. On voit aux figures 5 et 6 un profil de dents triangulaire avec angle d'attaque et arase de fond de dent vifs (traits continus) ou abattus (traits interrompus). A noter que l'on peut former les dents avec un profil triangulaire par exemple, à angle d'attaque et/ou arête de fond de dents largement arrondis (figure 8) et avec une entrée (lc - 2c) de denture très progressive, comme illustré figure 7, afin d'opérer une déformation de surface par refoulement, cela dans le but d'opérer un pré-écrouissage. A titre indicatif, la profondeur de la denture est de l'ordre de 3/1C de mm environ tant pour le moletage que pour l'écrouissage. peut ---------------- Le diamètre au fond des dents des molettes/corres- pondre sensiblement au diamètre de l'alésage ou de la portée de la pièce à moleter. Dans l'exemple non Jinitatif illustré, la pièce (4) de retenue des molettes sert également de portée-pilote pour le centrage des molettes dans l'alésage (6a) de la pièce à moleter. A cet effet, le diamètre extérieur de cette portée correspond, au jeu de montage près, au diamètre de l'alésage, et un large chanfrein d'entrée (4b) est formé pour faciliter ce centrage. De même, on peut prévoir comme illustré aux figures 1 et 2, une portée-pilote de même diamètre à la suite de la ou des molettes. Cette portée-pilote peut être rapportée sur la tige (3) ou encore être formée par l'épaulement (3a) de cette tige. A la figure 3, on a illustré une réalisation adaptée au rainurage ou au moletage de portées cylindriques extérieures (7a) sur des bagues ou autres pièces (7). Dans ce cas, la conception este la même, à savoir : réalisation en une seule passe de sculptures hélicoidales à l'aide d'au moins une molette présentant dans une partie centrale évidée des dents hélicodales dont le diamètre au fond des dents correspond sensiblement au diamètre de la portée extérieure de la pièce. Comme la réalisation précédente, la ou les molettes peuvent agir verticalement ou horizontalement, et un mouvement relatif entre la ou les molettes et la pièce, assure la réalisation des rainures. Dans exemple non limitatif illustré, on prévoit deux molettes successives (8 et9) à dentures hélicordales inversées (8a - 9a), qui sont montées à rotation libre dans un chambrage (lova) établi dans une tête ou porte-molette (10), avec un jeu de fonctionnement (j1) entre le fond du chambrage (10a) et un bouchon (11) vissé dans le porte-molette. A noter qug là encore on peut monter une baguepilote de centrage avant et/ou après les molettes. Dans l'exemple de la figure 3, la bague avant est avantageusement formée par 1 alésage (lia) du bouchon (11), tandis que la bague arrière est constituée par la paroi (lOb) du porte-molette, à la suite du chambrage. Bien entendu, les dents des molettes (8 et 9) peuvent être soit coupantes, soit déformantes, comme les molettes (1 et 2), et avoir tout profil en section. A noter encore que l'onprévoit entre les molettes (1 et 2) et entre la molette (1) et la portée arrière (3a) d'une part, et entre la molette (2) et la portée avant art des portées de plus petit diamètre afin de constituer des espaces (El, E2, E3) de dé gagement des copeaux. Les moyens de mise en oeuvre de la osl des molettes peuvent être différents. Comme on l'a vu précéùemment, on peut soit déplacer en translation les molettes par rapport à la pièce fixe, soit déplacer en translation la pièce par rapport aux molettes fixes. Ces translations peuvent être horizontales (figure 3), verticales (figuré 2) ou inclinées. Dans l'exemple non limitatif illustré schématiquement aux figures 9 à 12 des dessinS et appliqué au moletage d'alésages, on a conçu une installation comprenant une table (12) présentant d'un cSté un logement épaulé (12a) pour le positionnement ---avec jeu des pièces (6) à moleter qui peuvent être posées en affleurement de la table, en retrait ou en débordement (comme illustré). En-dessous de la table, un vérin (13) est disposé dans l'axe du logement (12a) pour assurer périodiquement l'éjection des pinces moletées (qui Qnt été expansées), par la tête de piston (13a). Du côté opposé, la table (12) présente dans l'alignement du logement (12a), une ouverture (12b) pour le passage périodique des molettes montées sur la queue (3b) de la tige (3) qui est accouplée de toute manière connue à la tête (14a) de la tige de piston d'un vérin (14) positionné au-dessus de la table, ou d'une presse, Dans l'axe des molettes et en-dessous de la table (12), un autre vérin (15) présente également une tette de piston (15a) conformée pour recevoir et soutenir l'ensemble de montage des molettes. Le cycle de travail d'une telle installation est le suivant : Au départ du cycle, la table (12) présente le logement (12a) au-dessus du vérin (13), l'ensemble porteur des moles est attelé au vérin (14) en position haute, et le vérin (15) de réception de 1' ensemble porte-molette est également en position haute (figure 9). On positionne une pièce (6) dans le logement (12a), puis on déplace la table (12) suivant flèche (fl), (figure 10) pour amener la pièce (6) sous les molettes. On déplace les molettes selon flè chue 3 (figure 10) par le vérin (14), afin qu'elles exécutent en une seule passe le moletage de l'alésage (6a). En fin de course, la portée-pilote (4) ou autre partie inférieure de l'ensemble de montage, pénètre dans la tête de réception (15a) du vérin (15) ; ledit ensemble reposant alors sur cette tête soit par la portée-pilote (4) soit par la molette inférieure (figure 10). Le vérin (15) est ensuite actionné vers le bas selon flèche (f3), figure 11, pour assurer le dégagement complet de ensemble porte-molettes après qu'il ait été désolidarisé de la tête (14a) du vérin (14). La table (12) est alors déplacée selon flèche (f4), figure 12, pour ramener la pièce moletée (6) au-dessus du vérin-éjecteur (13) qui est actionenelèche (f5), pour évacuer la pièce (6). Simultanément, le vérin (15) est relevé, flèche (f6), pour ranener l'ensemble porte-molettes (traversant l'ouverture (12b) de la table) dans la tête (14a) du vérin (14), en vue de son accouplement. Dans cette action, le piston du vérin (14) est repoussé en position haute par l'ensemble porte- molettes qui est ainsi (après attelage) prêt pour un nouveau cycle. Bien entendu pendant le cycle de travail, d'autres agencements et opérations peuvent être prévus, tels que : lubrification des molettes, soufflage des copeaux, refroidissement approprié, brossage des moletages, alimentation automatique des pièces à moleter... De même, on peut prévoir un serrage et un desserrage pneumatique, hydraulique ou autre des pièces à moleter, une réalisation de table du type tourelle révolver présentant alternativement un logement de pièce et une ouverture de passage des molettes, ou encore une combinaison de moyens disposés pour agir horizontalement comme on l'a prévu schématiquement à la figure 3. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne encore - la réalisation économique et rapide de rainures, sculptures, moletages dans des alésages ou sur des portées même de petits diamètres, par la ou les molettes opérant en une seule passe, dvec des règlages, des manutentions, des temps d'usinage simplifiés et réduits, - la possibilité d'opérer un préécrouissage par déformation à l'aide de molettes de profil adapté. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Procédé de moletage coupant ou déformant, et moyens de mise en oeuvre de ce procédé destiné à moleter ou à rainurer des alésages ou portées cylindriques de pièces, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on exécute le moletage ou rainurage des alésages ou portées au moyen d'une molette cylindrique (1) dentée hélicoidalement selon un pas correspondant au moletage ou rainurage à obtenii on centre la molette par rapport à l'alésage ou à la portée de la pièce, on assure un déplacement axial relatif entre la molette qui est montée à rotation libre, par rapport à la pièce, de façon que la molette traverse l'alésage ou la portée de la pièce qui est fixe, ces dispositions et ce déplacement formant en une seule passe les rainures ou sculptures héli coïdales dans l'alésage ou sur la portée de la pièce. -2- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce que, pour croiser les rainures ou sculptures hélicoïdales (6b6c), et afin de les former au cours de la même opération de déplacement axial, on monte à rotation libre indépendante, un train de deux molettes (1 - 2) successives présentant des dentures hélicoidales formées selon des pas inverses. -3- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisés en ce qu'une bague-pilote ou portée-pilote (4 ou lla) de centrage est montée sur l'axe (3b) ou la tête (10) qui porte la ou les molettes, en avant de la ou des molettes. -4- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce qu'une bague-pilote ou portée-pilote (3a ou lOb) de centrage est montée sur l'axe ou la tête qui porte la ou les molettes à la suite de la ou des molettes. -5- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que la ou les molettes sont des pièces cylindriques (1 - 2) présentant des dents hélicoïdales à leur périphérie, et dont le diamètre au fond des dents peut correspondre sensiblement au diamètre de l'alésage de la pièce à moleter. -6- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que la ou les molettes sont des pièces (8 - 9) dont la partie centrale évidée présente des dents hélicoi- dales, et dont le diamètre au fond des den gg orrespondre stnsible- ment au diamètre de la portée extérieure de la pièce à moleter. -7- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que les extrémités d'attaque des dents (lb - 2b? de la ou des molettes, sont coupantes pour enlever le métal ou la matière des pièces aux emplacements où sont formées les rainures ou sculptures. -8- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que les extrémités d'attaque des dents (lb - 2b) des molettes, ont un profil d'engagement progressif (lo - 2c), afin de refouler le métal ou la matière, de le contraindre en déformation sans le couper, en formant les rainures ou sculptures. -9- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés en ce que l'axe (3b) ou la tête (10) portant la ou les molettes et la ou les bagues de centrage, est monté sur une presse ou la tige d'un vérin (14) tandis que la pièce (6) est posée ----------- d'une manière fixe sur une table (12) autorisant le passage des molettes, avec ou sans effet de serrage, selon le cas, pour maintenir la dite pièce. -10- Procédé et moyens suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, en vue du moletage en série et automatique de pièces caractérisés par une réalisation suivant laquelle l'axe (3b) ou la tête (10) portant la ou les molettes et s'il y a lieu la ou les bagues de centrage, sont fixés d'une manière amovible à l'extrémité (14a) de la tige ou axe d'un vérin (14) de moletage monté au-dessus d'une table de travail (12) qui présente d'une part une ouverture (12b) autorisant le passage des molettes, et est agencée d'autre part en (12a) pour centrer, positionner et maintenir la pièce à moleter la dite table étant montée mobile en translation de façon à pouvoir être amenée principalement dans deux positions, à savoir : une première position de moletage dans laquelle les molettes traversent la pièce à moleter et sont reçues et retenues par un vérin de réception et de relevage (15) monté au-dessous de a table en étant 9ésac- couplés du vérin de moletage ; et une åeuxième position dans laquelle la bague moletée (6) est éjectée par un vérin d'éjection (13) monté au-dessous de la table, en même temps que les molettes sont relevées par le vérin inférieur de réception (1S),' travers l'ouverture de la table, pour être accouplés de nouveau à la tige du vérin de moletage (14).