Brevet FR2621508A1 — publié le 19890414

Procédé pour l'usinage de finition des flancs des dents de roues dentées, notamment trempées, et outil adapté à ce procédé." L'invention concerne un procédé pour l'usi- nage de finition des flancs des dents de roues dentées notamment trempées, avec un outil en forme de roue dentée ou bien de crémaillère, avec, sur ses flancs de dents, des surfaces abrasives, c'est-à-dire ne compor- tant pas d'arêtes de coupe déterminées géométrique- ment, procédé dans lequel la roue constituant la pièce d'oeuvre et l'outil roulent l'un sur l'autre avec leurs dents en prise et leurs axes se croisant sous un angle Y, un mouvement de coulissement relatif entre la roue constituant la pièce d'oeuvre et l'outil s'effec- tuant dans un plan parallèle aux axes de la roue cons- tituant la pièce d'oeuvre et de l'outil sous un angle M par rapport à l'axe de la roue constituant la pièce d'oeuvre. L'invention concerne également, pour la mise en oeuvre de ce procédé, un outil en forme de roue dentée ou bien en forme de crémaillère pour l'usinage de finition des flancs des dents de roues dentées, no- tamment trempées, dont les axes se croisent avec celui de l'outil, outil comportant sur ses flancs de dents une surface abrasive, c'est-à-dire ne comportant pas d'arêtes coupantes orientées de façon homogène, et se présentant notamment sous la forme d'un revêtement avec des grains d'une substance dure, par exemple du nitrure de bore cubique (CBN) ou du diamant. Par le document DE-Z "Werkstatt und Betrieb" 118. Jg. (1985), H.8, pages 505 à 509, on connaît un tel procédé pour l'usinage de finition des flancs des dents de roues dentées, notamment trempées, procédé dans lequel l'outil est déplacé parallèlement à l'axe de la pièce d'oeuvre et effectue en outre, d'une façon intermittente, une avance radiale. Mais le déplacement longitudinal exige un temps opératoire important et doit être, en conséquence, évité. Dans le cas d'un autre procédé connu, l'ou- til est exclusivement avancé radialement, ce qui per- met un temps d'usinage plus court. Pour usiner l'aven- ture de la pièce d'oeuvre sur toute sa largeur, la denture de l'outil doit épouser la forme de la denture de la pièce d'oeuvre, ce qui, lors de la fabrication de l'outil, cause certains problèmes. Les inconvénients connus peuvent être ré- duits ou bien évités lorsqu'on opère selon le procédé dit diagonal. Dans ce cas, l'outil est déplacé par rapport à la pièce d'oeuvre dans une direction qui est oblique par rapport à l'axe de la pièce d'oeuvre. Se- lon la largeur de l'outil et selon l'angle par rapport à l'axe de la pièce d'oeuvre choisi pour la direction de l'avance, il suffit, le cas échéant, d'une course d'avance relativement réduite pour déplacer sur la largeur de la dent, le point d'attaque ou bien la nor- male commune d'une face frontale de la denture de la pièce d'oeuvre à l'autre face frontale. Il est en conséquence particulièrement important de choisir la largeur de l'outil en fonction des grandeurs du procé- dé. L'invention a en conséquence pour but de compléter le procédé connu de façon qu'il puisse être mis en oeuvre avec une couse d'avance aussi réduite que possible. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion en ce que, de façon connue, le mouvement de cou- lissement s'effectue sous un angle E>0' (déplacement diagonal), tandis qu'on utilise un outil (T) dont la largeur bT correspond à la relation suivante: b> bw [ 2 cos y - sin Z] sin (Z + dans laquelle bw est la largeur de la pièce d'oeuvre à usiner. L'invention a en outre pour but d'améliorer l'outil précédemment décrit, de façon que lorsqu'il est mis en oeuvre dans le procédé diagonal, il permet- te une course d'avance aussi réduite que possible. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion en ce qu'entre la largeur bT de l'outil (T), la largeur bw de la pièce d'oeuvre (W) à usiner, et par ailleurs, les grandeurs définissant la position et le mouvement relatif entre l'outil et la pièce d'oeuvre, on a la relation: sin - bT 2 bw [ 2. cos y sin ( s +) - si étant l'angle sous lequel se croisent les axes de l'outil (T) et le pièce d'oeuvre (W), Z étant l'angle entre l'axe (4) de la pièce d'oeuvre et la direction de déplacement (6) de l'outil (T) par rapport à la pièce d'oeuvre. Dans l'ouvrage allemand '2Hurth, Zahnradscha- ben", pages 210 et 211, il est indiqué des relations géométriques entre la largeur de l'outil, la largeur de la pièce d'oeuvre, l'angle de croisement des axes et l'angle diagonal pour l'arasage effectué d'après le procédé diagonal des flancs de dents de roues dentées non trempées, ces relations ne s'appliquant toutefois pas à des procédés dans lesquels on opère avec des ou- tils abrasifs. Il ressort de l'ouvrage allemand préci- té que la roue d'arasage est plus étroite que la roue constituant la pièce d'oeuvre. Il en résulte que l'en- trée en prise des dents entre l'outil et la pièce d'oeuvre ne s'effectue pas sur toute la largeur des dents de la pièce d'oeuvre. Lorsqu'on opère alors avec une avance diagonale, dans le cas d'un outil avec des flancs de dents abrasifs, les grains de substances du- res dans la zone des arêtes des dents, ont alors ten- dance à se "graver" plus fortement dans les flancs des dents de la pièce d'oeuvre. Ceci se traduit par une surface des flancs de dents manquant de netteté et par une défaillance prématurée de l'outil par suite de la rupture des grains de substances dures dans cette zo- ne. La relation géométrique indiquée dans les revendications permet, entre autres, de vérifier, d'u- ne façon étonnamment simple, si un outil existant est approprié pour un cas d'usinage donné avec une course d'avance aussi réduite que possible, sans que cette course d'avance (2.s) doive être elle-même comprise dans la vérification. Si l'outil est utilisable, la course d'avance nécessaire (2.s) peut également être déterminée de façon simple par la formule dérivée du calcul triangulaire: 2.s = b * sin (ú + Une importance particulière s'attache au fait que la largeur de l'outil dépend des grandeurs du procédé. Lorsqu'un outil, par exemple un outil exis- tant, est utilisé avec une largeur supérieure à celle indiquée, cet outil n'est pas complètement utilisé. Si en premier lieu, un outil trop large a été fabriqué, il en résulte des coûts supplémentaires inutiles pour cet outil. Lorsque, par contre, la largeur de l'outil est inférieure à celle indiquée dans la revendication, les flancs des dents de la pièce d'oeuvre ne sont pas usinés sur toute la largeur, à moins de prolonger, de façon correspondante, la course d'avance, ce qui, tou- tefois, doit justement être évité. L'outil conforme à l'invention est apte à être utilisé dans des procédés d'usinage de finition qui se déroulent avec des installations à deux flancs, et il convient également pour des procédés qui se dé- roulent avec des installations à un seul flanc. L'invention va être exposée ci-après à l'ai- de de trois figures dans lesquelles: - la figure 1 montre en vue latérale un ou- til en prise avec une rbue constituant la pièce d'oeu- vre, - la figure 2 montre, en vue de dessus, l'outil avec la pièce d'oeuvre, - la figure 3 montre la situation de la fi- gure 2 dans une représentation à plus grande échelle et fortement simplifiée avec différentes positions de l'outil. Un outil T en forme de roue dentée, est en prise avec une roue dentée à usiner (roue W consti- tuant la pièce d'oeuvre), les axes 3, 4 de l'outil et de la pièce d'oeuvre se croisant. Tout au moins sur les flancs de ses dents, cet outil comporte une surfa- ce abrasive, c'est-à-dire ne présentant pas d'arêtes de coupe orientées de façon homogène. Lorsque des roues dentées, non encore trempées, sont usinées, l'outil T peut être totalement constitué de céramique ou de résine synthétique avec des grains de coupe in- sérés dans cette résine. L'outil T est toutefois cons- titué par une structure de base métallique, dentée, dont les flancs 5 des dents ont un revêiement avec des grains de substances dures, par exemple de nitrure cu- bique de bore (CBN) ou bien de diamant, lorsque, avec cet outil, on doit, de préférence, usiner des roues dentées trempées. Ce procédé est connu sous le nom d'arasage dur ou bien de rectification par arasage. A cet effet, la roue dentée W constituant la pièce d'oeuvre, ou bien l'outil T sont mis en rotation, tan- dis que l'autre organe est entraîné en rotation par l'intermédiaire des dentures. Pendant la rotation, l'outil T est entraîné d'un mouvement de va et vient dans la direction de la flèche 6 par rapport à la piè- ce d'oeuvre. Ce mouvement d'avance s'effectue dans un plan qui est parallèle aux axes 3, 4. En dehors de ce déplacement d'avance 6, il s'effectue, en outre, de façon intermittente, une avance radiale dans la direc- tion de la flèche 7, et également le sens de rotation est au moins une fois inversé. Entre l'outil T et la pièce d'oeuvre W, il y a théoriquement un contact ponctuel au point d'attaque N qui se situe sur ce que l'on appelle les normales communes, c'est-à-dire une ligne de liaison imaginaire entre les axes 3, 4 et orientée perpendiculairement à ceux-ci. Pendant le dé- placement d'avance, le point d'attaque modifie sa po- sition entre les faces frontales 8, 9 de la roue W constituant la pièce d'oeuvre, c'est-à-dire qu'il se déplace à partir d'une position extrême M sur l'une, 8, des faces frontales, en passant par la position mé- diane N représentée, jusqu'à l'autre position extrême O sur l'autre face frontale 9. Afin que. ceci soit pos- sible avec une course de déplacement aussi réduite que possible, il faut tenir compte de corrélations bien déterminées. On a trouve qu'entre la largeur optimale de l'outil T et par ailleurs, les grandeurs définissant la position relative et le déplacement entre l'outil T et la pièce d'oeuvre W, la relation suivante doit être satisfaite: sin Z bT bw [ 2. cos Y - l], sin (Z +) Dans cette relation: 0 bT est la largeur de l'outil T bw est la largeur de la roue W constituant la pièce d'oeuvre Y est l'angle de croisement entre les axes 3 et 4 Z est l'angle diagonal, c'est-à-dire l'angle entre l'axe 4 et la direction d'avance 6. Pour une meilleure compréhension, ces gran- deurs sont représentées sur la figure 3. En outre, dans cette figure, l'étendue à parcourir sur la course d'avance pour amener le point d'attaque de la position médiane N dans la position extrême O est désignée par s et celle recouvrant encore la partie droite de bT/2 est désignée par x. Les dispositifs dans lesquels sont utilisés l'outil et la pièce d'oeuvre, ne sont pas représentés sur les figures car ils sont sans importance pour la compréhension de l'invention. Il en va de même pour les dispositifs d'entraînement ainsi que pour les ma- chines sur lesquels est mis en oeuvre le procédé con- forme à l'invention et sur lesquels la pièce d'oeuvre W est usinée avec l'outil T conforme à l'invention. 2 62 1 5 0 8 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'usinage de finition des flancs des dents de roues dentées (W), notamment trem- pées, avec un outil (T) en forme de roue dentée ou bien de crémaillère, avec, sur ses flancs de dents, des surfaces abrasives, c'est-à-dire ne comportant pas d'arêtes de coupe déterminées géométriquement, procédé dans lequel la roue constituant la pièce d'oeuvre et l'outil roulent l'un sur l'autre avec leurs dents en prise et leurs axes se croisant sous un angle Y, un mouvement de coulissement relatif entre la roue cons- tituant la pièce d'oeuvre et l'outil s'effectuant dans un plan parallèle aux axes de la roue constituant la pièce d'oeuvre et de l'outil sous un angle Z par rap- port à l'axe de la roue constituant la pièce d'oeuvre, procédé caractérisé en ce que, de façon connue, le mouvement de coulissement s'effectue sous un angle Z>0 (déplacement diagonal), tandis qu'on utilise un outil (T) dont la largeur bT correspond à la relation suivante: sin (Z + bT2 bw [ 2 cos Y - sin (E + t)]' dans laquelle bw est la largeur de la pièce d'oeuvre à usiner. 2.- Outil en forme de roue dentée ou bien en forme de crémaillère pour l'usinage de finition des flancs des dents de roues dentées, notamment trempées, dont les axes se croisent avec celui de l'outil, outil comportant sur ses flancs de dents une surface abrasi- ve, c'est-à-dire ne comportant pas d'arêtes coupantes orientées de façon homogène, et se présentant notam- ment sous la forme d'un revêtement avec des grains d'une substance dure, par exemple du nitrure de bore cubique (CBN) ou du diamant, outil caractérisé en ce qu'entre la largeur bT de l'outil (T), la largeur bw de la pièce d'oeuvre (W) à usiner, et par ailleurs, les grandeurs définissant la position et le mouvement relatif entre l'outil et la pièce d'oeuvre, on a la relation: bT 2'bw [ 2. cos - sin ( +)] étant l'angle sous lequel se croisent les axes de l'outil (T) et le pièce d'oeuvre (W), Z étant l'angle entre l'axe (4) de la pièce d'oeuvre et la direction de déplacement (6) de l'outil (T) par rapport à la pièce d'oeuvre.