Brevet FR2556998A1 — publié le 19850628

a présente invention concerne le domaine de lsusi- nage des métaux et a notamment pour objet un procédé de rectification des dents de pièces dentées et les pièces dentées traitées conformément audit procédé. L'invention peut être appliquée avec le plus grand succès, notammenttà la rectification des arbres cannelés et des roues dentées cylindriques. De plus, l'invention peut trouver application dans l'usinage d'autres types de pièces dentées, telles que les crémaillères et les disques diviseurs. On connaît un procédé de rectification des dents de roues dentées cylindriques, selon lequel la rectification s'opère par division unique en plusieurs passes au moyen d'au moins une meule de rectification, et selon lequel on communique è la meule un mouvement de pénétration avant chacune des passes et, après chaque rectification de chaque entredent, on fait reculer la meule et on communique a la pièce a usiner une avance accélérée et une avance de travail longitudinale compte tenu de la valeur de la '|surcourse't ayant lieu pendant le changement de l'avance accélérée à l'avance de travail (certificat d'auteur URSS nO 833381 du 30 Juin 1978). Pendant l'usinage réalisé d'après ce procédé connu, la pièce à usiner se deplace à une vitesse accélérée depuis la position de division et de réversion vers la zone de taillage. Avant le début de la rectification, l'avance accélérée est changée en avance de travail, et après la rectification d'un entredent successif, la meule est reculée dans la direction depuis la surface à usiner au moment ou la face extrême de sortie de la couronne dentée est sortie au dela du plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification. Après cela, on change l'avance de travail à l'avance accélérée. Vers la position de division et de réversion, la pièce à usiner se déplace à la vitesse accélérée, ensuite la succession d'opérationsrecom- mence. Le changement de l'avance accélérée à l'avance de travail se fait pendant que la pièce à usiner se rapproche de la meule au moment déterminé par la position du commutateur de fin de course, établie lors du réglage de la machine-outil avant l'usinage. On prend en considération alors la plus grande profondeur possible de pénétration obtenue en première passe, lorsque la distance de la face extrême d'entrée de la couronne dentée au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification au moment du contact après la division successive ou la réversion correspond a la valeur maximale de la profondeur de pénétration.Pendant l'usinage réalisé en passes succes sives, on ne modifie par le moment de changement de 11 av- ance accélérée à l'avance de travail, quoique les profondeurs de taillage soient différentes pendant les passes diverses (surfaçages, demi-finition, finition) et, par conséquent, les distances entre la face extrême d'entrée de la couronne dentée de la pièce finie et le plan vertical passant par l'axe dé rotation de la meule au moment du contact, qui correspondent aux valeurs des profondeurs de pénétration, varient a partir d'une valeur maximale, réalisée pendant la première passe, jusqu'à une valeur minimale qu'on enlève pendant les passes de finition. De ce fait, pendant l'usinage de chaque entredent, la pièce à usiner, déplacée à la vitesse de travail lorsqu'elle se rapproche des meules, parcourt une distance superflue déterminée par la différence entre la distance de la face extrême d'entrée de la couronne dentée au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification au moment du contact lors de la première passe et la distance parcourue au cours des passes pendant lesquelles la profondeur de taillage est inférieure. Cela aboutit å une réduction de la productivité, qui est le défaut de l'usinage réalisé selon la procédé connu. Une autre particularité de ce procédé réside en ce qu'au fur et à mesure que la tache de contact de la meule avec la pièce à rectifier diminue pendant que la pièce sort de la zone de taillage, une couche-superflue indésirable de métal est alors enlevée d'une dent sous l'action des déformations élastiques du système "machinedispositif, outil-pièce", ce qui aboutit à la formation "d'une entaille" sur la face extrême de sortie de la couronne dentée. La longueur de l'entaille dépend de la longueur de la tache de contact de la meule avec la pièce, tandis que la profondeur est fonction de la rigidité du système ''machine-dispositif-outil-piècel', de l'aptitude du matériau de la pièce à l'usinage et de la capacité de coupe de la meule.L'entaille modifie le profil de la pièce dans le sens longitudinal, ce qui est un défaut du procédé connu d'usinage. Les essais ont fait apparaître qu'il est rationnel d'effectuer le rappel de la meule et le changement de l'avance de travail à l'avance accélérée lors de l'usinage de chaque creux au moment où la face extrême de sortie de la couronne dentée de la pièce à usiner se trouve, par rapport au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule, à une distance égale à la distance mesurée de la face extrême de la couronne dentée jusqu'audit plan au moment du contact lors de l'usinage de la première entredent à chaque passe, avec un coefficient qui tient compte des conditions concrètes de l'usinage. Dans ce cas, "l'entaille" sur la face extrême de sortie de la couronne dentée diminue ou disparaît totalement, tandis que la pièce déplacée à la vitesse de travail parcourt une plus petite distance. Ceci améliore le rendement et la précision de l'usinage. En cas d'usinage selon leprocédé connulle mouvement du changement de l'avance accélérée à l'avance de travail lorsque la pièce à usiner est rapprochée de la meule ne dépend pas de la profondeur concrète de pénétration pendant chacune des passes et, donc, de la distance entre la face extrême d'entrée de la couronne dentée de la pièce à usiner et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule au moment du contact qui correspond à ladite profondeur de pénétration, tandis que le changement de l'a- vance de travail à l'avance accélérée s'effectue après le moment oli il aurait faillu le faire pour la formation du profil de la pièce dans le sens longitudinal. On s'-est donc proposé de mettre au point un procédé de rectification des dents de pièces dentées, qui permettrait, grâce à une modification des moments de changement de l'avance accélérée et de l'avance de~travail pendant l'usinage, de réduire la longueur de la course de la pièce à usiner à la vitesse de travail et d'élever ainsi le rendement et la précision de l'usinage. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un procédé de rectification des dents de pièces dentées par division unique, en plusieurs passes, à l'aide d'au moins une meule, du type dans lequel, avant chacune des passes, on communique une avance à la meule pour sa pénétration et on fait reculer la meule après la rectification de chaque entredent,on communique à la pièce une avance accélérée et une avance de travail longitudinale compte tenu de la " surcourse" ayant lieu lors du changement de l'avance accélérée à l'avance de travail, caractérisé, selon l'invention, en ce que lors de l'usinage de la première entredent à chacune des passes, on rapproche la pièce à usiner de la meule a la vitesse de travail, on détermine le moment du contact et on mesure, à ce moment, la distance L entre la face d'entrée de la couronne dentée et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule, on détermine la valeur totale X de la distance L entre la face d'entrée de la couronne dentée et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule et de la valeur f de la "surcourse" des avances, et, pendant l'usinage de tous les creux successifs à chacune des passes, on rapproche la pièce à usiner de la meule de rectification en avance accélérée, on mesure la valeur actuelle de la distance L1 entre la face d'entrée de la couronne dentée et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification, et au moment oii la valeur de la distance L1 colncide avec la valeur totale X, on change l'avance accélérée en avance de travail, ensuite, après avoir usiné chaque entredent, on change l'avance de travail en avance accélérée au moment où la face de sortie de la couronne dentée est éloignée du plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification à une distance X1 égale à la distance L, avec un coefficient K1 tenant compte des conditions concrètes de l'usinage. Le procédé propos pour la rectification des dents des pièces dentées résoud le problème exposé plus haut, visant a élever le rendement et la précision, et ce, pour les raisons suivantes. Surle secteur sur lequel la pièce à usiner est rapprochée de la meule pendant l'usinage de chaque creux (sauf le premier creux) à chacune des passes, on change l'avance accélérée en avance de travail juste au moment où la distance entre la face d'entrée de la couronne dentée de la pièce à usiner et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification est égale à la valeur totale de cette distance au moment du contact lors de ''usinage de la première entredent à chaque passe et de la valeur de la "surcourse des avances.De ce fait, la pièce à usiner déplacée à la vitesse de travail ne parcourt plus la distance superflue déterminée par la différence entre la distance, mesurée au moment du contact, à partir de la face d'entrée de la couronne dentée jusqu'au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule pendant la première passe avec la profondeur maximale de pénétration, et cette distance mesurée pendant les passes effectuées avec une plus petite profondeur de pénétration, comme cela a lieu dans le procédé connu. On augmente ainsi le rendement de l'usinage sur le secteur d'amenée de la pièce à la meule en diminuant la longueur de la course de la pièce déplacée à la vitesse de travail. Sur le secteur sur lequel la pièce sort de la zone d'usinage lors de la rectification de chaque entredent pendant chaque passe, on change l'avance de travail en avance accélérée au moment où la face de sortie de la couronne dentée de la pièce se place, par rapport au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule, à une distance déterminée qui dépend des conditions concrètes, c'est-à-dire avant le moment où on lteffectuait selon le procédé connu. Cela contribue également à l'élévation du rendement grâce à la réduction de la longueur de la course de la pièce à la vitesse de travail sur le secteur sur lequel la pièce sort de la zone d'usinage. L'amélioration de la précision de l'usinage est obtenue grâce au fait que l'usinage de chaque entredent ou de la dent s'achève avant que "l'entaille" résultant de l'enlèvement supplémentaire de métal soit formée sur la face de sortie de la couronne dentée à la suite des déformations élastiques. En conséquence, le profil de la pièce usinée s'améliore dans la direction longitudinale, autrement dit, la précision de l'usinage s'élève. En cas d'usinage des roues dentées par deux meules en soucoupe dans les conditions de leur roulement, il est avantageux, pendant l'usinage dela première dent à chacune des passes au moment où la roue à usiner vient toucher l'une des meules, de mesurer la distance I mesurée de l'axe de la roue à usiner au plan perpendiculaire à l'axe de la meule et passant par l'arête tranchante de la meule, de déterminer la valeur du coefficient K2 qui tient compte de la variation des rayons de courbure de la développante suivant la hauteur de la dent, et, au cours de l'usinage de toutes les dents successives à chacune des passes, de rapprocher la roue des meules de rectification à la vitesse accélérée jusqu'au moment où la distance L1 mesurée de la face d'entrée de la couronne dentée au plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule de rectification coincide avec la valeur totale X2 de la distance L avec le coefficient K2 qui tient compte de la variation des rayons de courbure de la développante suivant la hauteur de la dent et de la valeur de la surcourse des avances; le coefficient K2 peut être déterminé, dans ce cas, à partir de la formule suivante : où: a est le rayon de courbure de la développante sur la circonférence des saillies de la roue dentée; est le rayon de courbure de la développante au point de contact lors de l'usinage de la première dent, à chacune des passes égal sensiblement à la distance 1. Lors de la rectification de roues dentées par deux meules en soucoupe dans les c-onditions de leur roulement, la détermination du coefficient qui tiendrait compte de la variation des rayons de courbure de la développante suivant la hauteur de la dent est nécessitée par les causes suivantes. Pendant que la roue et les meules de déplacent mutuellement au cours de l'avance longitudinale et du mouvement de roulement, la meule peut entrer en contact avec le profil de la dent en des points différents du profil avec des rayons divers de courbure de la développante. Lorsque la meule vient en contact avec le profil de la dent sur la circonférence des saillies de la roue où, comme on le sait, le rayon de courbure de la développante est maximale, la distance entre la face d'entrée de la couronne dentée et le plan vertical passant par l'axe de rotation de la meule sera elle aussi maximale. I1 s'ensuit que pour éviter l'entaillage de la roue dentée dans la meule à la vitesse accélérée, il faut prendre en considération le coefficient précité pendant l'usinage de toutes les dents (sauf la première) à chacune des passes. Ce coefficient est déterminé-lors de.l'usinage de la première dent à chacune des passes. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux å la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalistion donnes uniquement a titre d'exemplesnon limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:: - la figure 1 représente un procédé de rectification d'une pièce dentée à l'une des passes lors de l'usinage du premier creux; - la figure 2 est une vue suivant la flèche A de la figure 1; - la figure 3 illustre d'une manière schématique le procédé de rectification d'une pièce dentée à une même passe lors de usinage de tous les creux successifs; - la figure 4 schématise la position reciproque d'une des meules en soucoupe et d'une dent de la roue dentée au moment où elles sont venues-en contact lors de l'usinage de la première dent à l'une des passes; - la figure 5 est une vue suivant la flèche 13 de la figure 4; ; - Ia figure 6 illustre schématiquement le procédé de rectification d'une roue dentée par des meules en soucoupe lors de l'usinage à une même passe de toutes les dents successives. La rectification des dents de pièces dentées par le procédé conforme à l'invention, représentetsur la figure 1, s'effectue par division unique d'une pièce dentée 1 en plusieurs passes par au moins une meule de rectification 2 Le meule 2-est animée d'une avance pour la pénétration puant chacune des passes et pour le recul (dans le sens de la flèche C de la figure 2) après la rectification de chaque entredent.On communique à la pièce 1 l'avance accélérée S1 (figure 1) et l'avance de travail longitudinale S2, en tenant compte de la valeur f de la "surcourse" lors du changement de l'avance accélérée S1 à l'avance de travail Lors de l'usinage du premier entredent 3 à chacune des passes, on rapproche la pièce 1 à usiner de la meule de rectification 2 à la vitesse de travail S puis on détermine le moment du contact et on mesure à ce moment la distance L à partir de la face d'entrée 4 de la couronne dentée de la pièce à usiner 1 jusqu'au plan vertical 5 passant par l'axe de rotation 0-O de la meule de rectification 2, on détermine la valeur totale X de la distance L et de la valeur f de la "surcourse" des avances.Pendant l'usinage de tous les entredents successifs 6 (figure 3) à chacune des passes, on rapproche la pièce 1 à usiner de la meule de rectification 2 à la vitesse accélérée on mesure la valeur actuelle de la distance L1 à partir de la face extrême d'entrée 4 de la couronne dentée de la pièce à usiner jusqu'au plan vertical 5 passant par l'axe de rotation 0-0 de la meule de rectification 2, et au moment où la valeur actuelle de la distance L1 coincide avec la valeur totale X on change l'avance accélérée S1 en avance de travail Après l'usinage de chaque creux y compris le premier, on change l'avance de travail S2 en avance accélérée au moment où la face de sortie 7 de la couronne dentée de la pièce à usiner 1 se trouve, par rapport au plan vertical 5 passant par l'axe de rotation O-O de la meule de rectification 2,à une distance X égale à la valeur de la distance L avec le coefficient K1 tenant compte des conditions concrètes de l'usinage. En cas d'usinage des dents de la roue dentée 8 (figure 4) par des meules en soucoupe 9, 10 dans les conditions de leur roulement lors de l'usinage de la première dent 11 à chacune des passes, on mesure en outre, au moment où la roue 8 à usiner touche l'une des meules, par exemple la meule 9, la distance 1 entre l'axe 01 - 1 de la roue 8 et le plan 12 (figure 5) perpendiculaire à l'axe 02 - 02 de la meule 9 et passant par l'arête tranchante 13 de la meule 9.Ensuite on détermine la valeur du coefficient K2 tenant compte de la variation des rayons de courbure et a de la développante suivant la hauteur de la dent, où: $est le rayon de courbure de la développante au point de contact lors de l'usinage de la première dent à chacune des passes égal respectivement à la distance 1, eta est le rayon de courbure de la développante sur la circonférence des saillies de la roue dentée. Pendant l'usinage de toutes les dents 14 (figure 6), à chaque passe, on rapproche la roue 8 des meules de rectification 9, 10 à la vitesse accélérée S1 jusqu'au moment où la distance L1 entre la face d'entrée 15 de la couronne dentée de la roue 8 et le plan vertical 16 passant par l'axe de rotation 2 2 - 2 de la meule de recitfication 9 ou 10 coincide avec la valeur totale X2 égale à la distance L avec le coefficient K2 tenant compte de la modification des rayons de courbure de la développante, et fia suivant la hauteur de la dent et de la valeur de la "surcourse" des avances S1 et S2. 2 Dans ce cas, le coefficient K2 est déter- miné à partir de l'équation: : L'application du procédé de rectification des dents de pièces dentées, selon l'invention, permet d'élever sensiblement le rendement et la précision de l'usinage en comparaison avec le procédé connu. Par exemple, en cas de rectification des roues dentées par deux meules en soucoupe dans les conditions de leur roulement, le rendement estimé d1après le temps machine (temps principal) s'est accru de 1,3 à 2,9 fois en fonction du type et des dimensions des roues dentées rectifiées. La précision de l'usinage du profil des roues dentées dans le sens longitudinal, lorsqu'on impose la quatrième qualité de finitionJs'élève de 1 à 3 micromètres. REVENDCATIONS 1. Procédé de rectification des dents de pièces dentées par division unique, en plusieurs passes, à l'aide d'au moins une meule de rectification (2), du type dans lequel, avant chacune des passes, on communique à la meule (2) une avance (t) pour sa pénétration, et, après rectification de chaque entredent, on imprime à la pièce (1) une avance accélérée (S1) et une avance de travail longitudinale (S2) tenant compte de la valeur (f) de la "súrcourse" ayant lieu lors du passage de l'avance accélérée (S) à l'avance de travail (S2), caractérisé en ce que, lors de l'usinage de la première entredent (3) à chacune des passes, on rapproche la pièce à usiner de la meule de rectification (2) à la vitesse de travail (S2), on détermine le moment de contact et on mesure à ce moment la distance (L) entre la face d'entrée (4) de la couronne dentée et le plan vertical (5) passant par l'axe de rotation 0-0) de la meule (2), on détermine ensuite la valeur totale (X) de la distance (L) et de la valeur (f) de la "surcourse" des avances, et, pendant l'usinage de toutes les entredents (6) successives à chacune des passes, on rapproche la pièce à usiner (1) de la meule de rectification (2) à la vitesse d'avance accélérée (S1), on mesure la valeur actuelle de la distance (L1), mesurée entre la face d'entrée (4) de la couronne dentée et le plan vertical (5) passant par l'axe de rotation (0-0) de la meule de rectification (2), et, au moment où la valeur de la distance (L1) coincide avec la valeur totale X, on passe de l'avance accélérée (S1) à l'avance de travail (S2), puis, après avoir usiné chaque entredent (3, 6), on passe de l'avance de travail (S2) à l'avance accélérée (S1) au moment où la face de sortie (7) de la couronne dentée de la pièce à usiner (1) se trouve, par rapport au plan vertical (5) passant par l'axe de rotation (0-0) de la meule de recti fication (2), à une distance X1 égale à la distance (L) avec un coefficient (K1) tenant compte des conditions concrètes de l'usinage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas d'usinage de dents de roues dentées par deux meules en soucoupe (9, 10), dans les conditions de leur roulement, on mesure en outre, pendant l'usinage, à chacune des passes, au moment où la roue touche l'une des meules (9 ou 10), la distance (1) entre l'axe (Ol-Ul) de la roue (8) et le plan (12) perpendiculaire à l'axe (01-01) de la meule (9) et passant par l'arête tranchante (13) de la meule (9), on détermine la valeur du coefficient (K2) tenant compte de la variation des rayons (/3 et #a) de courbure de la développante suivant la hauteur de la dent (11), et, pendant l'usinage de toutes des dents successives (14) à chacune des passes, on rapproche la roue (8) des meules de rectification (9, 10) à la vitesse accélérée (S1) jusqu'au moment où la valeur de la distance (L1), mesurée de la face d'entrée (15) de la couronne dentée au plan vertical t16) passant par l'axe de rotation (02-02) de la meule de rectification (9), avec une valeur totale (X2) égale à la distance (L) avec un coefficient (K2) qui tient compte de la variation des rayons de cour bure ( p fi a) de la développante suivant la hauteur de la dent (11) et de la valeur (f) de "surcourse" des avances (S1 et S2), le coefficient (K2) étant déterminé à l'aide de la formule suivante où est le rayon de courbure de la développante sur la circonférence des saillies de la roue dentée (8); ; f est le rayon de courbure de la développante au point de contact lors de l'usinage de la première dent (11) à chacune des passes, sensi blement égal à la distance 1. 3. Pièces dentées, telles que, par exemple, arbres cannelés et roues dentées cylindriques, caractérisées en ce qu'elles sont traitées conformément au procédé faisant l'objet des revendications 1 et 2.