Brevet FR2651162A1 — publié le 19910301

PROCEDE POUR LA PABRICATION DE PIECES PROFILEES L'invention concerne un procédé pour la fabrication de pièces usinables profilées au moyen d'une machine-outil dont le porte-outil ou le porte-pièce effectue une course à va-et- vient, dans laquelle au moins un outil réalise, dans le sens du mouvement du porte-outil, un profil sur la pièce. Sur les machines-outils dont les porte-outils effectuent un mouvement de va-et-vient la longueur du profil à réaliser, prise dans le sens de la course, est limitée par la course maximale du porte-outil. Par exemple, les machines pour tailler les engrenages longitudinalement présentent une broche dont la longueur de course est réglable jusqu'à atteindre un maximum. La longueur maximale des profils ou des dentures réalisables est limitée par cette longueur de course. Les longueurs importantes de profils ou de dentures exigent donc des machines-outils dont le porte-outil est conçu pour effectuer une course de longueur correspondante. Toutefois, le coût d'acquisition et d'entretien de telles machines-outils est élevé. De telles machines-outils présententen outre l'inconvénient qu'en raison de la grande longueur de leut course la fréquence de ces courses est inférieure à celle des machines-outils à longueur de course plus réduite. Un autre inconvénient des machines-outils à grande longueur de course réside dans le fait que, à la suite de la longue durée du contact entre la pièce et l'outil, la durée de vie de ce dernier se trouve diminuée. Ce qui précède s'applique de la même manière aux machines-outils dans lesquelles c'est le porte-pièce qui effectue la course. Le problème se pose de mettre en oeuvre un procédé qui permette de fabriquer des profils de grande longueur à l'aide de machines-outils dont le porte-outil ou le porte-pièce effectue une course limitée à la seule longueur de ce profil. Ce problème est résolu par le fait que la longueur de la course est inférieure à la longueur du profil, prise dans le sens de la course et que le profil est divisé, dans le sens du mouvement relatif de l'outil par rapport à la pièce, en au moins deux sections qui sont 'réalisées séparément l'une de l'autre. D'autres modes de réalisation du procédé sont expliqués plus en détail ci-après en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins! - La figure 1 représente schématiquement une pièce et un outil pour la mise en oeuvre d'une première variante du procédé; - La figure 2 est une illustration de cette première variante du procédé; - La figure 3 représente une deuxième variante du procédé correspondant à l'illustration de la figure 1; - La figure 4 est une vue correspondant à la ligute i destinée à expliquer une troisième variante du procédé constituée d'une combinaison entre la première et la seconde variante; La figure 5 est une vue correspondant à la figure i illustrant une quatrième variante du procédé; - La figure 6 est une vue correspondant à la figure 1 représentant une cinquième variante du procédé qui résulte de la combinaison de la première et de la quatrième variante; - La figure 7 illustre la situation lorsqu'un outil quitte une pièce; - La figure 8 illustre la situation lors de l'attaque d'une pièce par un outil; - La figure 9 est un profil de pignon avec correction longitudinale du profil; - La figure 10 est un autre profil de pignon avec correction longitudinale du profil; - La figure 11 est un autre profil de pignon avec correction longitudinale du profil réalisé par des tailles latérales, et - La figure 12 est une vue du profil de la figure il suivant la flèche XII de cette figure. Le porte-outil 1 de la figure 1 est la broche d'une machine à tailler les engrenages qui porte une fraise rotative constituant l'outil 2. La longueur maximale de la course du porte-outil 1 et donc de l'outil 2 est désignée par HL. Il s'agit de réaliser un profil a sur la pièce 3 à l'aide de l'outil 2, la longueur de ce profil étant supérieure à la longueur HL de la course. Lors de son mouvement descendant, l'outil 2 usine la pièce 3, tandis que lors de son mouvement ascendant l'outil est éloigné de la pièce 3 et de ce fait se trouve dégagé de ladite pièce. Selon la figure 2a, l'outil 2 effectue en premier lieu une section A du profil 4. Pendant cette opération, le bord 5 de l'outil décrit la trajectoire 6. Ce faisant, un profil partiel de profondeur de passe 7 est réalisé dans la section A. Si, dans la section A, ce profil partiel de profondeur 7 est réalisé sur le pourtour de la pièce 3, alors la distance relative entre la pièce 3 et l'outil 2, dans le sens de la course, se modifie. Ceci est illustré sur la figure 1 par le déplacement HV de la course de l'outil. Ensuite est réalisée la section B du profil faisant suite à la section A, à l'aide de l'outil 2, le bord 5 dudit outil 2 décrivant alors la trajectoire 8. Ceci est représenté sur la figure 2b. L'usinage de la section B s'effectue également à la profondeur de passe 7, correspondant à celle de la section A. Lors de l'usinage de la section A, la zone 9 de retrait de l'outil 2 de la pièce se situe au voisinage de ladite pièce 3. Lors de l'usinage de la section B par contre, la zone 10 d'attaque du bord de l'outil se situe au voisinage de la pièce 3. Le déplacement HV du point de départ de la course de l'outil est choisi de telle sorte que la zone d'attaque 10 chevauche la zone de dégagement 9, comme on peut le voir nettement sur la figure 1. Les profils de profondeur de passe 7 usinés dans les sections A et B sont donc réalisés à la suite, de manière continue et progressive. Après réalisation du profil partiel mentionné ci-dessus dans les sections A et B, l'outil 2 revient dans la position d'origine de la section A, avec la modification HV de la course, et la distance entre l'outil 2 et la pièce 3 se trouve dlminuee. Dans la section A, comme on peut le vorlt sur la figure 2c, la profondeur 7 du profil 4 est augmentée. Ensuite, comme on peut le voir sur la figure 2d, a lieu l'usinage de la section B après le déplacement HV du point de départ de la course de l'outil 2. Ce processus est répété jusqu'à ce que soit obtenue la profondeur définitive du profil'4 représenté sur la figure 2e. Le déplacement HV du point de départ de la course de l'outil peut être obtenu par un dispositif de réglage axial sut le porte-outil 1 ou par le déplacement du chariot supportant le porte-outil 1. Dans le cas d'une machine à tailler les pignons, dans laquelle le porte-outil effectue une rotation complémentaire lors du mouvement de va-et-vient, un dispositif de réglage axial permet d'obtenir une trajectoire hélicoïdale continue sur toute la longueur du profil PL. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, aucun réglage du point de départ de la course de l'outil, selon la figure 1, n'est nécessaire. Par contre, deux outils 2, 2A sont disposés sur le porteoutil 1 de manière décalée l'un par rapport à l'autre, la distance axiale entre lesdits outils 2, 2A correspondant à la longueur du déplacement HV de la course. Les deux outils 2, 2A se déplacent simultanément selon les trajectoires 6, 8A, la zone de retrait 9 de l'outil 2 et la zone d'attaque 10A de l'outil 2A se chevauchant mutuellement. Deux sections A, B, c'est-à-dire la longueur totale du profil PL, sont usinées simultanément par les deux outils 2, 2A. Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, la distance entre les outils et la pièce 3 est diminuée entre deux courses successives, de telle sorte qu'un profil 4 à profondeur de profil croissante est réalisé jusqu'à ce que soit atteinte la profondeur définitive du profil. Dans la variante représentée sur la figure 4, deux outils 2, 2A sont également disposés sur le porte-outil 1 tout comme sur la figure 3, toutefois, il est prévu ici un réglage de la position du point de départ (HV) de la course des outils, comme celui de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, la distance axiale entre les outils 2, 2A, prise dans le sens de la course, est égale au double de la distance HV. De ce fait, le profil 4 peut être subdivisé en sections A, B, C et D. Dans une première passe, les sections A et C sont usinées par les outils 2, 2A, sur une première profondeur de passe 7, comme cela est expliqué en référence à la figure 2. Puis, le porte-outil 1 est déplacé vers le bas, de la distance H11V, et les sections B et D sont ensuite usinées à la profondeur de passe 7. Lors du retour du porte-outil 1 dans la position représentée sur la figure 4, la distance entre la pièce 3 et les outils 2, 2A est diminuée et ensuite les sections A et C sont usinées à une profondeur plus importante. Ensuite, le porte-outil 1 est déplacé vers le bas, de la distance HV et les sections B et D sont alors usinées. Les trajectoires 6, 8A décrites par les bords d'attaque des outils 2, 2A sont tracées dans la position supérieure du porte-outil 1 et sont représentées en hachuré après déplacement de la distance HV. Comme dans les modes de réalisation précédemment décrits, les zones d'attaque et de retrait 9, 10 des outils 2, 2A se chevauchent. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5 sont disposés sur le porte-outil 1 deux outils à mortaiser 2, 2B, décalés en direction axiale, ces outils étant toutefois décalés de 180 l'un par rapport à l'autre. Après usinage de la section A par l'outil 2 à la profondeur de passe 7, le porte- outil 1 subit une rotation de 180 de sorte que l'outil 2B usine la section B à la profondeur de passe 7. Après une nouvelle rotation du porte-outil 1 de 180 et une diminution de la distance entre ledit porteoutil 1 et la pièce 3 d'une autre profondeur de passe 7, s'effectue un nouvel usinage de la section A, ensuite a lieu une rotation du porteoutll 1 de 1800, puis un usinage de la section B. La rotation du porte- outil 1 et le mouvement de la pièce 3, après deux rotations respectivement du porte-outil 1, se répètent jusqu'à ce que la profondeur définitive du profil 4 soit atteinte. Les outils 2, 2B peuvent également présenter un autre décalage angulaire l'un par rapport à l'autre et le porte-outil 1 subit alors une rotation d'un angle correspondant. Dans le procédé représenté sur la figure 6, sur le porte- outil 1 sont prévus, cette fois encore, deux outils 2, 2B décalés de 180 , un réglage de la position du point de départ de la course du porte-outil 1 étant en outre possible. La distance axiale entre les outils 2, 2B est égale au double du déplacement de la position du point de départ HV. Le profil 4 est, cette fois encore, divisé en quatre sections A, B, C, D dans le sens longitudinal. En premier lieu s'effectue l'usinage de la section A à la profondeur de passe 7. Ensuite, le porte- outil 1 est déplacé d'une distance HV, de telle sorte que l'outil 2 peut alors usiner la section B. Suivant une variante, il est possible d'usiner la section C après la section A, sans déplacement de la position du point de départ de la course et de ne procéder qu'après au réglage (HV) de la position du point de départ de la course du porte-outil 1. Dans les variantes de réalisation représentées sur les figures 4 et 6, il est possible de réaliser des longueurs de profil PL égales au double de celles objets des variantes de réalisation représentées sur les figures 3 et 5. La longueur de course HL peut subir des variations en fonction des besoins de l'usinage. Ceci est expliqué en référence à la figure 1. Par exemple, si le profil doit être simplement dégrossi, la longueur de course HL maximale est pré- réglée de manière à obtenir les sections A, B. En revanche, si le profil doit être aplani, il est possible de réduire la longueur de course HL de la moitié par exemple, de telle sorte que les sections A et B se trouvent divisées en deux zones partielles. La longueur du déplacement du point de départ de la course entre l'usinage de deux zones partielles adjacentes est dans ce cas également diminuée de moitié. La figure 7 illustre ce qui se passe lorsque l'outil se rapproche de la pièce en dehors de la pièce et que le retrait de l'outil s'effectue depuis l'intérieur de la pièce. Il s'agit dans ce cas, par exemple, de la situation rencontrée sur la figure 1 avant le déplacement de la position de départ de la course de l'outil. L'angle de coupe minimal 11 est un angle mesuré au point o l'outil quitte la pièce entre une ligne horizontale et la tangente à la trajectoire 6. La figure 8 illustre ce qui se passe lors d'une attaque de l'outil à hauteur de la pièce et un retrait de l'outil en dehors de la pièce. Cette situation existe par exemple dans la variante du procédé représentée sur la figure 4, avant le déplacement de la position du point de départ de la course de l'outil 2A représenté sur cette figure 1. L'angle de coupe maximal admissible lia pour l'outil 2A est mesuré au point d'attaque entre une droite verticale et une tangente à la trajectoire 8A. L'angle libre plus important dans ce cas est désigné par le repère numérique 12. Sur les figures 9 et 10 sont représentées des corrections longitudinales du profil. Selon la figure 9, la section supérieure 4A du profil est inclinée par rapport à la section 4 dudit profil. L'angle d'inclinaison est désigné par le repère numérique 13. Sur une machine à tailler les pignons longitudinalement, cette correction longitudinale est obtenue par le fait que lors de l'usinage de la section 4A du profil, la broche, pendant son mouvement, est inclinée par rapport à l'axe de la pièce 3. Lors de l'usinage de la section 4, la broche et l'axe de la pièce sont parallèles entre eux. Dans le mode de réalisation de la figure 10, le profil longitudinal subit une correction d'un angle 13 à ses deux extrémités. Selon les figures 11 et 12, le profil présente quatre sections 4B, 4C, les deux sections adjacentes 4C présentant toutefois des angles de correction opposés, de même que les sections extérieures 4B du profil qui présentent un angle de correction supérieur à celui des sections 4C. De cette manière sont réalisées des coupes latérales qui s'étendent tangentiellement à la courbe 14 de correction nominale souhaitée. Comme cela a déjà été mentionné ci-dessus, le déplacement HV de la position de départ de la course de l'outil peut être effectué par déplacement axial du porte-outil ou du chariot. Sur une machine à tailler les pignons longitudinalement, on obtient par un déplacement axial du porte-outil, lors du déplacement de la position du point de départ de la course par déplacement axial du porte-outil, à la suite du guidage hélicoïdal du porte-outil, une poursuite continue des trajectoires hélicoïdales sur toute la longueur du profil. Pour l'obtenir, même lors d'un déplacement axial du chariot ou du porte-outil, il est nécessaire qu'en même temps que ce déplacement axial ait lieu une rotation autour de l'axe de rotation de l'outil et/ou de la pièce en fonction de la longueur du déplacement de la position du point de départ de la course. * 2651162 Il est enfin à noter que, d'une manière générale, les courbes dans la zone d'attaque et de retrait (9,10) peuvent être choisies à volonté, que, dans le cas o l'outil 2 est, dans l'une de ses deux courses aller ou retour, dégagé de la pièce 3, l'importance du dégagement peut être librement choisie et qu'enfin, dans le cas o l'outil 2 est une fraise, la vitesse de ce dernier par rapport à la pièce 3 peut être modifiée à volonté pendant la course de travail et/ou pendant la course de retour. REVEND I C A T I O N S 1. Procédé pour la fabrication de pièces usinables profilées au moyen d'une machine-outil dont le porte-outil ou le porte-pièce effectue une course à va-et-vient, dans laquelle au moins un outil réalise, dans le sens du mouvement du porte- outil, un profil sur la pièce, caractérisé par le fait que la longueur (HL) de la course est inférieure à la longueur (PL) du profil (4), prise dans le sens de la course et que le profil (4) est divisé, dans le sens du mouvement relatif de l'outil (2) par rapport à la pièce (3), en au moins deux sections (A, B) qui sont réalisées séparément l'une de l'autre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sections (A, B) sont réalisées l'une après l'autre et qu'après réalisation de l'une des sections (A) la position, dans le sens de la course, de l'outil (2) par rapport à la piece (3) est modifiée. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sections (A, B) sont réalisées par au moins deux outils (2, 2A, 2B) disposés sur le porte-outil (1) de manière décalée l'un par rapport à l'autre dans le sens de la course. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux outils (2, 2A) sont disposés tous deux sur le porte-outil (1) dans le sens de l'attaque de la pièce (3) et que les sections (A, B) sont réalisées simultanément. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux outils (2, 2B) sont disposés sur le porte- outil (1) de manière décalée angulairement l'un par rapport à l'autre et qu'après la réalisation de l'une des sections (A) par un outil (2), le porte-outil (1) subit une rotation sous l'effet de l'autre outil (2B) en vue de réaliser l'autre section (B). 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'après la réalisation d'au moins deux premières sections (A, B), la position, dans le sens de la course, de la pièce (3) par rapport aux outils (2, 2A, 2B) est modifiée et qu'ensuite est réalisée au moins une autre section (C). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caracté- risé par le fait qu'entre des courses consécutives destinées à réaliser une section (A), la distance entre l'outil (2) et la pièce (3) est diminuée. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- risé par le fait que dans l'un des sens de la course l'un des outils (2) au moins est en position de contact avec la pièce (3) et que dans l'autre sens de la course, par dégagement, l'outil (2) et la pièce (3) 'ne sont plus en position de contact. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les zones d'attaque et de retrait (9,10) de l'un au moins des outils (2) se chevauchent pour deux sections adjacentes (A, B). 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le profil (4) est réalisé sur une certaine section suivant une première profondeur de passe (7) et par le fait qu'en réduisant la distance entre l'outil (2) et la pièce (3) dans une deuxième section consécutive, une autre profondeur de passe est réalisée et que ce processus se repète jusqu'à ce que la profondeur définitive (PT) du profil se trouve atteinte. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, carac- térisé par le fait que la pièce (3) est une pièce symétrique en rotation à la périphérie de laquelle sont réalisés des profils (4) par sections et que cette pièce tourne autour de son axe de rotation. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'un des outils (2) au moins est une fraise rotative animée d'un mouvement de rotation alternée autour de son axe et effectuant un travail de coupe longitudinal, le mouvement de rotation de cette fraise rotative étant proportionnellement fonction de son mouvement de va-et-vient (HL). 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que l'inclinaison (13) entre l'axe de rotation et l'axe de la course du porteoutil (1) varie entre la section (4A) et la section (4). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'inclinaison (13) varie d'une section à l'autre (4B, 4C) en passant d'un angle positif à un angle négatif. 15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'entre la réalisation de deux sections adjacentes (A, B) la position axiale du porte-outil (1) varie. 16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'entre la réalisation de deux sections adjacentes (A,B), la position axiale du chariot porte-outil et/ou du porte-outil ainsi que la position de rotation de l'outil et/ou de la pièce varient en fonction de la modification de la position axiale. 17. Procédé selon l'une des revendications 12 à 16, carac- térisé par le fait que le sens'de la coupe de l'un des outils (2) au moins varie entre la réalisation de deux sections adjacentes (A,B). 18. Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, carac- térisé par le fait que la vitesse de l'outil (2) par rapport à la pièce (3) peut être modifiée à volonté pendant la course de travail et/ou pendant la course de retour. 19. Procédé selon l'une des revendications 12 à 18; carac- térisé par le fait que le porte-pièce et/ou le porte-outil peuvent être déplacés transversalement à la ligne de contact entre leurs axes, selon les besoins et au choix en tenant compte de la modification de la distance entre ces axes et/ou de l'axe de rotation de l'outil et/ou de la pièce et/ou de l'inclinaison entre l'axe de rotation et l'axe de la course. 20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, carac- térisé par le fait que les courbes dans la zone d'attaque et de retrait (9,10) peuvent être choisies à volonté. 21. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'importance du dégagement peut être librement choisie.