Brevet FR2555483A1 — publié le 19850531

La présente invention concerne le domaine de l'usinage des métaux et a notamment pour objet une machine-outil destinée à rectifier les dentures, notamment d'engrenage, par roulement de meules-de rectification en soucoupe. L'invention peut être appliquée avec le maximum de succes à la rectification des roues dentées cylindriques à denture droite et hélicoïdale ayant des dents à profil en développante. De plus, l'invention peut être utilisée pour l'usinage de pièces dentées telles que: crémaillères, plateaux diviseurs, ainsi que pour l'usinage des arbres cannelés. On connaît une machine-outil à rectifier les dents par roulement de meules en soucoupe, comportant un bâti, une table installée sur ledit bâti de manière qu'on puisse la mettre en mouvement longitudinal et la faire passer de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée et inversement à l'aide d'un organe d'entraînement, un chariot portant une poupée avec la roue dentée à usiner et disposé sur la table avec possibilité d'effectuer un mouvement rectiligne alternatif perpendiculairement au mouvement de la table, une traverse disposée sur le bâti et sur laquelle sont montés des chariots portant les meules en soucoupe de manière qu'ils puissent être déplacés par le mécanisme d'avance, ainsi qu'un organe de commande du mouvement longitudinal de la table. Cette machine-outil connue fonctionne de telle façon mulon doit régler l'organe de déplacement longitudinal de la table pendant le réglage de la machine-outil en conformité avec la profondeur maximale possible de la coupe à la premiere passe et assurer la division bilatérale de la pièce. Pendant l'usinage de la roue dentée, la table se déplace depuis la position de division et d'inversion dans la zone de coupe à une vitesse accélérée. Avant de procéder à la rectification, on fait passer la table de l'avance accélérée à.la vitesse d'avance de travail et, après avoir terminé la rectification d'une dent, on fait passer la table de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée,pendant laquelle la table portant la pièce à rectifier se dirige vers la position de division et d'inversion de marche. Ensuite, le cycle opératoire recommence. Les moments du passage de l'avance accélérée de la table à l'avance de travail pendant son mouvement avec la-pièce depuis la position de division et d'inversion de marche, le passage de l'avance de travail à l'avance accélérée pendant le mouvement vers la position de division et d'inversion de marche ,sont réglés par changement de la position de butées réglables. La distance de la face de la couronne dentée au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule reste constante au moment ou on fait passer la table de l'avance accélérée à l'avance de travail et de l'avance de travail à l'avance accélérée. Ce réglage reste invariable pendant tout le cycle de travail de la machine. Comme les essais l'on fait apparaître, lors de la rectification des dents à l'aide d'une machine du type considéré , la formation du profil de la dentlréalisée pendant le déplacement longitudinal de la table portant la pièce à rectifier par rapport aux meules et pendant le mouvement de roulement, se termine au moment où le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule vient en coïncidence avec le plan extrême de sortie de la couronn-e dentée de la roue. Pendant le mouvement ultérieur de la table avec la pièce à la vitesse de travail, pendant lequel la position des meules par rapport aux profils à rectifier reste invariable, les meules, soumises aux déformations élastiques du système "machine-dispositif-outil-piece", continuent à toucher les profils des dents pendant encore un certain temps qui dépend de la rigidité de ce système. En conséquence, une couche additionnelle indésirable de métal est enlevée de la dent, ce qui aboutit à une modification du profil de la dent suivant la longueur, ainsi qu'à une baisse du rendement du fait que la table portant la pièce à rectifier, en se déplaçant à la vitesse de travail1parcourt,après l'achèvement de la formation du profil de la dent, une distance superflue. La machine-outil connue considérée ne permet pas d'interrompre en temps opportun le contact des meules avec la pièce à rectifier au moment de la fin de la formation du profil de la dent suivant la longueur et au moment du passage de la table de l'avance de travail à l'avance accélérée. On s'est donc propose de mettre au point une machine-outil à rectifier les dents qui comporterait un mécanisme permettant d'interrompre le contact des meules avec la pièce à rectifier au moment de l'ach8ve- ment de la formation du profil de la dent suivant la longueur, et de réduire ainsi la longueur de la course de la table lors de l'avance de travail et d'augmenter par conséquent le rendement et la précision d'usinage. Le problème ainsi posé est résolu a l'aide d'une machine-outil à rectifier les dentures, notamment d'engrenage, par roulement de meules en soucoupe, comportant un bâti une table montée sur ledit bâti de manière qu'on puisse la mettre en mouvement longitudinal et la faire passer de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée et inversement à l'aide d'un organe d'entraînement, un chariot portant une poupée avec la roue dentée à usiner et disposé sur ladite table de manière à pouvoir effectuer un mouvement rectiligne alternatif perpendiculairement au déplacement longitudinal de la table, et une traverse disposée sur ledit bâti et sur laquelle sont montés des chariots portant les meules en soucoupe et actionnés par le mécanisme d'avance, caractérisée, selon l'invention, en ce que sur la traverse sont montés un mécanisme de rebondissement des meules lié au mécanisme d'avance des chariots porte-meule et entrant en action au moment où la face de sortie de la couronne dentée de la roue vient en coincidence avec le plan passant par l'axe de rotation de la meule de rectification, et, relié audit mécanisme de rebondissement par l'intermédiaire d'un capteur de positions extrêmes, un mécanisme de comptage des distances entre les faces de la couronne dentée de la roue et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification, ce mécanisme de comptage étant monté dans l'organe de déplacement longitudinal de la table, lequel organe a la possibilité de faire passer la table de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée au moment où le mécanisme de rebondissement des meules de rectification entre en action. Cette conception résout le problème exposé plus haut, c'est-à-dire celui consistant à élever la précision et le rendement, et ce, pour les raisons suivantes. La machine-outil est munie d'un mécanisme-de rebondissement des meules au moment où la formation du profil de la dent est terminée, autrement dit, au moment où le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule vient en coïncidence avec la face de sortie de la couronne dentée. Ceci assure l'interruption du contact de la meule avec la pièce à rectifier, de sorte que, pendant le mouvement ultérieur de la table portant la pièce dentée, le métal n'est plus enlevé de la dent et son profil ne se modifie plus dans la direction longitudinale comme cela avait lieu dans la conception connue. L'emploi du capteur-precite des positions extrêmes du chariot s'explique par les considérations- suivantes. Lors de l'entrée en action du mécanisme de rebondissement dans une position quelconque du chariot au cours du roulement des meules, même lorsqutune seule des meules se trouve en contact avec le profil de la dent, il se forme des zones de différente qualité de finition sur les parties rectifiées avant et apres le rebondissement. Il s'ensuit que le rebondissement des meules doit s'effectuer dans l'une des positions extrêmes du chariot porte-poupee, quand l'arête coupante de l'une des meules se trouve dans le creux de la dent, et celle de l'autre, dans une position supérieure par rapport a la tette de la dent, c'est-à-dire quand aucune meule ne touche le profil de la dent à rectifier. Dans la machine-outil conforme à l'invention, le passage de la table de l'avance de travail à l'avance accélérée pendant son mouvement vers la position de division et d'inversion se fait au moment de l'entrée en action du mécanisme de rebondissement, quand la face de la couronne dentée vient en coïncidence avec le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule. De ce fait, la table effectue une partie de longueur L de son trajet à la vitesse accélérée et non à la vitesse de travail comme dans le cas d'une machine-outil connue, ce qui réduit la durée de l'usinage; autrement dit, la construction proposée de la machine-outil résout le problème de l'élévation de la productivité. Selon l'invention, le mécanisme de rebondissement des meules de rectification est exécute sous forme d'un élément d'entraînement lié à un levier monté sur la traverse de manière à pouvoir osciller. Cette conception est rationnelle, car elle permet, d'une part, d'utiliser au maximum le mécanisme connu d'avance des chariots porte-meule, et d'autre part, d'assurer l'autonomie totale du mécanisme de rebondissement par rapport aux autres organes, car il est pourvu de son propre entraînement indépendant. Il est avantageux de réaliser l'élément d'entraînement sous forme d'un vérin hydraulique dont le corps est fixé sur la traverse et dont la tige est. reliée au levier du mécanisme de rebondissement. La seule exigence essentielle à laquelle doit satisfaire cet entraînement est la possibilité d'obtenir un rebondissement instantané des meules. Etant donné que la machine-outil est équipée d'un système hydraulique, l'emploi du vérin hydraulique satisfait dans la plus grande mesure à l'exigence imposée à cet entraine- ment. Selon l'invention, le mécanisme de comptage est con stitué par un bloc de capteurs dispose sur la table et un corps pourvu d'un système d'échelles fixé sur le bâti et portant un bloc de butées montées de manière à permettre de changer leur position et à coopérer avec le bloc de capteurs. Le caractère avantageux de cette conception est confirmé par le fait que la disposition des capteurs et des butées coopérant avec ceux-ci sur la table et le bâti mobiles l'un par rapport à l'autre est un mode de réalisation rationnel et classique. Du fait que le passage de la table de l'avance accélérée à l'avance de travail et, inversement, de l'avance de travail à l'avance accélérée, doit être réalisé en différents points, il est nécessaire de prévoir plusieurs capteurs (bloc de capteurs) et plusieurs butées (bloc de butées).Pour le préréglage de la machine-outil avec utilisation de formules de calcul il est nécessaire de faire appel à des échelles permettant de positionner les butees par rapport aux capteurs. Pour faciliter le travail,-on réalise ces échelles (systèmes d'échelles) sur un élément fixe de la machine-outil (sur son bâti). A cet effet, on prévoit un corps fixé sur le bâti. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure i représente d'une manière schématique une vue générale de devant de la machine-outil conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant IN IN de la figure 1; - la figure 3 est un cyclogramme illustrant le fonctionnement de la machine-outil conforme à l'invention, en cas de division bilatérale de la pièce à rectifier; - la figure 4 est un cyclogramme illustrant le fonctionnement de la machine-outil conforme à l'invention, en cas de division unilatérale de la pièce à usiner. La machine-outil à rectifier les dents par roulement de meules en soucoupe 1, 2 est représentée sur les figures 1 et 2. La machine-outil comporte un bâti 3 sur lequel est montée une table 4 pouvant effectuer un mouvement longitudinal. Ce mouvement longitudinal et le passage de la table 4 de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée et inversement sont assurés à l'aide d'un organe d'entra nement 5. Sur la table 4 est disposé un chariot 6 qui porte une poupée 7 avec la roue dentée à usiner 8 et qui peut effectuer un mouvement rectiligne alternatif perpendiculairement au mouvement de la table 4. Sur le bâti 3 est montée une traverse 9 sur laquelle sont disposes des chariots 10, 11 mis en mouvement par un mécanisme 12 d'avance automatique. Ces chariots portent les meules de rectification en soucoupe 1 et 2. A l'aide d'un mandrin 13, on bloque la roue dentée 8 à rectifier par le pointeau avant 14 et le pointeau arrière 15. Les chariots porte-meule 10, 11 sont exécutés de manière qu'ils puissent être déplacés suivant la traverse 9 par l'intermédiaire d'un levier 16 partir d'un mécanisme 17 de modification de la dent (formation du tonneau ou formation du flanc de celle-ci) et par le mecanisme 12 d'avance automatique. La rotation des meules de rectification 1, 2 est réalisée par les moteurs électriques 18, 19 par l'intermédiaire des transmissions par courroie 20, 21. Selon l'invention, sur la traverse 9 est monté un mécanisme 22 de rebondissement des meules 1, 2, qui entre en action au moment oh la face de sortie 23 ou 24 (en fonction du sens de mouvement de la table S) de la couronne dentée de la roue 8 vient en coincidence avec le plan vertical 25 passant par l'axe de rotation O-Ode la meule de rectification 1 ou 2 (selon que c'est la meule 1 ou la meule 2 qui entre en coupe en dernier). Le mécanisme 22 de rebondissement des meules est lié cinématiquement au mécanisme d'avance 12 des chariots porte-meule 10, 11. Dans le dispositif 5 de déplacement longitudinal et de passage de la table de í avance de travail à l'avance accélérée et inversement, est introduit un mécanisme 26 de comptage des distances entre les faces 23 et 24 de la couronne dentée de la roue 8 et le plan vertical 25 passant par l'axe de rotation 0-0 de la meule de rectification 1 ou 2. Le dispositif 5 de déplacement longitudinal de la table a la possibilité de faire passer la table 4 de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée au moment où le mécanisme 22 de rebondissement des meules de rectification 1 et 2 entre en action. Le mécanisme 22 de rebondissement des meules de rectification 1, 2 est exécuté sous forme d'un élément d'entraînement 27 accouplé à un levier 28 monté oscillant sur la traverse 9, entre le levier intermédiaire 16 et l'élément extrême 29 du mecanisme d'avence 12. L'élément d'entraînement 27 est constitué par un vérin hydraulique 30 dont le corps 31 est fixe sur la traverse 9 et dont la tige 32 est liée au levier 28 du mécanisme de rebondissement 22. Le mécanisme de comptage 26 est executé sous forme d'un bloc 33 de capteurs 33a, 33b, 33c, 33d, disposé sur la table 4, et un corps 34 avec un système d'échelles 35, fixé sur le bâti 3 et portant un bloc 36 de butées 3Xa, 36b, 36c, 36d montées de manière qu'elles soient réglables en position et coopérent avec le bloc 33 de cap teurs 33a, 33b, 33c, 33d. Le mécanisme de comptage 26 est lié au mécanisme 22 de rebondissement des meules à l'aide du capteur 37 des positions extrêmes du chariot 6. Le bloc 33 de capteurs 33a, 33b, 33c, 33d est lié par l'intermédiaire du capteur 37 des positions extrêmes du chariot 6 à l'élément d'entrant nement 27. Un ressort 38 effectue la jonction de force et serre les chariots 10, 11 contre le levier intermédiaire 16, tandis q'une ressort 39 serre le levier 28 contre l'élément extrême 29 du mécanisme d'avance 12. La machine outil fonctionne de la manière suivante. La piece à usiner 8 montée sur la poupée 7 effectue conjointement avec le chariot 6 un mouvement de roulement suivant les guidages 40 de la table 4 (le mécanisme de reoulement n'est pas montré sur les figures) et se déplace conjointement avec la table 4 par rapport aux meules de rectification 1, 2 en effectuant la course longitudinale S sur le bâti 3. La figure 3 montre un cyclogramme de fonctionnement de la machine-outil en régime d'ébauchage (division bilatérale). De la position de division, la pièce 8 se déplace à une vitesse-accélérée vers la zone de coupe jusqu'au moment de l'enclenchement du capteur 33a du bloc 33 par la butée 36a du bloc 36 de butées 36a, 36b, 36c, 36d. A ce moment, la table 4 passe de l'avance accélérée a la vitesse d'avance de travail. -La table 4 se déplace à cette vitesse jusqu'au moment ou la face 23 de la pièce 8 vient en coïncidence avec le plan vertical 25 passant par l'axe -de rotation 0-0 de la meule de rectification 1 ou 2. A ce moment, sous action de la butée 36b du bloc 36 de butées, le capteur 33b du bloc de capteurs 33 entre en action et fournit un signal préalable pour la mise en action du mécanisme 22 de rebondissement des meules de rectification 1, 2 et pour le passage de la table de la vitesse d'avance de travail à l'avance accélérée. L'organe 27 d'entrainement du mécanisme de rebondissement 22 est mis en action après l'enclenchement du capteur 37 des positions extrêmes du chariot porte-poupée 6 au moment où le chariot 6 atteint l'une de ses positions extrêmes pendant son déplacement par rapport à la table 4.L'organe d'entraînement 27 fait tourner le levier 28, ce qui entraîne le pivotement du levier intermédiaire 16 d'une valeur (figure 2) et le rebondisssement des chariots 10, 11 conjointement avec les meules de rectification 1, 2, depuis les profils rectifiés de la pièce 8. En même temps, avec la mise en action de l'organe d'entraînement 27, la table 4 passe de l'avance de travail à l'avance accélérée et se déplace avec la pièce 8 vers la position de division (le mécanisme de division est disposé dans la poupée 7 et n'est pas montre sur la figure ). Après la division, le mouvement de la table 4 est inversé et elle revient dans la zone de coupe à la vitesse d'avance accélérée jus qu'au moment où la butée 36c du bloc 36 de butées enclenche le capteur 33c du bloc 33 de capteurs.Ensuite, la table 4 passe de l'avance accélérée à l'avance de travail et le mécanisme de rebondissement 22 retourne en position de départ, ce retour s'effectuant lors du retour en position initiale de l'organe d'entraînement 27. En conséquence, les ressorts 38 et 39 font tourner le levier 28, le-levier intermédiaire 16 pivote et les chariots porte-meule 10, il se déplacent avec les meules 1, 2 vers la position de départ par rapport à la pièce 8. Dès que la face de sortie 24 de la pièce atteint le plan vertical 25 passant par l'axe de rotation 0-0 de la meule de rectification 1 ou 2, le capteur 33d du bloc de capteurs, sous l'action de la butée 36d du bloc de butées, s'enclenche, et la séquence des opérations suivantes se répète: la mise en action du capteur 37 des positions extrê- mes du chariot 6 provoque de rebondissement des meules 1, 2 et le passage de l'avance de travail de la table 4 à l'avance accélérée, le déplacement de la table 4 vers la position de division, la division, l'inversion de marche, le retour de la table 4 dans la zone de coupe, le passage de l'avance accélérée de la table 4 à l'avance de travail et le retour du mécanisme de rebondissement 22 à sa position de départ. Toutes les dents de la pièce 8 étant rectifiées, le compteur de dents (non montre sur les figures) fournit un signal d'enclehchement du mécanisme d'avance 12, de sorte que I'élément extrême 29 du mécanisme 12 fait tourner le levier intermédiaire 16 qui, à son tour, fait avancer les chariots 10, 11 avec les meules 1, 2 pour l'entaillage, et le cycle de rectification d'ébauchage de toutes les dents de la pièce 8 recommence; le cycle de rectification d'ébauchage continue jusqu'à ce qu'un signal de commande soit fourni par le mécanisme d'avance 121après quoi on passe à la rectification de finition (avec division unilatérale). Lors de la rectification de finition (voir la figure 4) la pièce 8 se déplace de la position de division àla vitesse accélérée vers la zone de coupe (de la même manière que lors de la rectification d'ébauchage), le capteur 33a s'enclenche, la table 4 passe de l'avance accélérée à la vitesse d'avance de travail, elle se déplace à cette vitesse jusqu'à ce que la face de sortie 23 de la piece 8 vienne en coïncidence avec le plan vertical 25 passant par l'axe de rotation 0-0 de la meule de rectification 1 ou 2. Le capteur 33b qui, dans le cas du cycle de fonctionnement de la machine-outil à division unilatérale, fournit le signal pour l'inversion de marche de la table 4 pendant l'avance de travail (le capteur 37 des positions extremes du chariot 6 étant bloqué), entre alors en action.A la vitesse d'avance de travail, la table 4 se déplace dans le sens inverse jusqu'à ce que la face de sortie 24 de la pièce 8 vienne en coïncidence avec le plan vertical 25 passant par l'axe de rotation 0-0 de la meule 1 ou 2, le capteur 33d et le capteur 37 des positions extrêmes du chariot 6 entrent en action, en provoquant le rebondissement des meules de rectification 1, 2, l'avance accélérée de la table 4, la division, l'inversion de marche, l'avance accélérée, le passage de l'avance accélérée de la table à l'avance de travail et le rappel du mécanisme de rebondissement 22 en position de départ. Ce cycle se répète pendant l'usinage de toutes les dents de la pièce 8, après quoi le compteur de dents envoie un signal pour l'entaillage ultérieur. Le cycle de rectification de finition continue jusqu'au moment où le mécanisme d'avance 12 fournit un signal d'achèvement du cycle. L'examen du cyclogramme d'usinage a fait apparaitre que la longueur de la course longitudinale de la table 4 à la vitesse de travail est réduite d'une valeur L pendant l'usinage de chaque dent en division bilatérale, et d'une valeur L + L = 2L en cas d'usinage de chaque dent en division unilatérale. La machine-outil à rectifier les dents selon l'invention permet d'obtenir un rendement de rectification des roues dentées, qui peut atteindre le double de celui obtenu avec les machines-outils connues, en fonction des types et des cotes des roues à usiner. R E V E N D I C A T I O N S 1. Machine-qutil -à rectifier les dentures,notamment d'engrenage, par roulement de meules de rectification en soucoupe (1, 2), du type comportant un bâti (3), une table (4) montée sur ledit bâti de manière qu'on puisse la mettre en mouvement longitudinal et la faire passer de la vitesse d'avance de travail une vitesse d'avance accélérée et inversement à l'aide d'un organe d'entraînement (5), un chariot (6) portant une poupée (7) avec la roue dentée à usiner (8) et disposé sur ladite table de manière à pouvoir effectuer un mouvement rectiligne alternatif perpendiculairement audit mouvement longitudinal de la table, et une traverse (9) montez sur le bâti 73) et sur laquelle sont montés des chariots (10, 11) portant les meules de rectification en soucoupe (1,2), caractérisée en ce que, sur la traverse (9), sont montés un mécanisme (22) de rebondissement des meules (1,2) lié au mécanisme (12) d'avance des chariots porte-meule et entrant en action au moment où la face de sortie (23) ou (24) de la couronne dentée de la roue à usiner (8) vient en coïncidence avec le plan vertical (25) passant par l'axe de rotation (0-0) de la meule de rectification (1,2), et un mécanisme (26) de comptage des distances entre les faces (23, 24) de la couronne dentée de la roue à rectifier (8) et le plan vertical (25) passant par l'axe de rotation (0-0) de la meule de rectification (1, 2)ledit mécanisme de comptage étant relié au mécanisme de rebondissement (22) par l'intermédiaire d'un capteur (37) des positions extrêmes du chariot (6) et étant logé dans l'organe (5) de deplacement longitudinal de la table (4), ce dernier étant conçu pour faire passer la table (4) de la vitesse d'avance de travail à la vitesse d'avance accélérée au moment où le mécanisme (22)de rebondissement des meules de rectification (1,2) entre en action. 2. Machine-outil selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le mécanisme (22) de rebondissement des meules de rectification (1, 2) est constitué par un élément d'entraînement (27) lié à un levier (28) monté oscillant sur la traverse (9). 3. Machine-outil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée-en ce que l'élément d'entrainement (27) est exécuté sous forme d'un vérin hydraulique (30), dont le corps (31) est fixé sur la traverse (9) et dont la tige (32) est liée au levier (28) du mécanisme de rebondissement (22). 4. Machine-outil selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que le mécanisme de comptage (26) est constitué par un bloc (33) de capteurs (33a, 33b, 33c, 33d) disposé sur la table (4) et par un corps pourvu d'un système d'echelles (35), fixé sur le bâti (3) et portant un bloc (36) de butées (36a, 36b, 36c, 36d) montés de façon à être réglables en position pour coopérer avec le bloc de capteurs (33).