Brevet FR2727887A1 — publié le 19960614

DESCRIPTION L'invention concerne un procédé pour générer des corrections continues des profils de dents sur des roues coniques à denture hypoïde, par exemple sur des couronnes de différentiel, selon lequel les dents de la roue conique sont usinées en une opération sur le profil concave et le profil convexe par rectification en plongée ou fraisage en plongée au moyen d'une machine à tailler les roues coniques à commande numérique par calculateur (à commande CNC). Il est avantageux d'exécuter le procédé objet de l'invention sur une machine universelle à tail- ler les roues coniques, à commande CNC complète, de type WNC 30, de la firme Klingelnberg. Cette machine possède cinq axes commandés: l'axe de rotation de la pièce, né- cessaire lors du taillage en développante pour générer la forme de dent exacte et pour la division dans la rectifi- cation de ce que l'on appelle des "Formats" (marque dé- posée de la Gleason Works, Rochester, N.Y., Etats Unis d'Amérique) de couronnes, un axe C pour l'angle de base de la machine et trois axes de coordonnées X, Y et Z. Une seconde meule n'est pas nécessaire pour le procédé, à moins que l'on n'utilise des meules séparées pour l'ébau- chage et le finissage. Par plongée en direction de l'axe de la meule, les deux profils de dent de l'entredent sont usinés en une seule opération de taillage. Dans ce but, la machine est réglée sur l'angle de base 6 de la machine. On ob- tient ainsi une denture de couronne non corrigée. Il est possible de générer de cette manière, par exemple, une couronne à hauteur de dent constante, mais aussi une cou- ronne à hauteur de dent rétrécissante. A la production des "Formats" précités, les deux profils de l'entredent d'une couronne sont usinés complètement, finition comprise, en une seule opération, sur le côté concave et sur le côté convexe, par rectifi- cation en plongée et fraisage en plongée. Des modifica- tions de la denture - c'est-à-dire des variations de la portée - étaient antérieurement effectuées exclusivement sur le pignon, exception faite de corrections sur le bombé (longitudinal) et sur l'angle de pression, les- quelles étaient également possibles déjà sur la couronne par le passe. Depuis quelque temps, il est possible d'effec- tuer des corrections sur la couronne par ce que l'on ap- pelle le procédé "Flared-Cup" ou procédé à coupelle éva- sée de la firme Gleason. Selon ce procédé, la meule n'opère pas sa plongée en un processus pour usiner des profils par contact sur une certaine surface, mais par une inclinaison de l'axe de la meule par rapport à l'en- tredent, ce qui produit un contact linéaire dans le sens de la hauteur de dent, et la forme longitudinale de la dent est générée par des mouvements supplémentaires de la meule par rapport à la roue. En raison du contact li- néaire entre la meule et la pièce dans le procédé "Fla- red-Cup", à la différence du contact sur une certaine surface lors de la rectification de "Formats" pure, il devient possible de produire des corrections sur le pro- fil de dent. Le procédé a cependant l'inconvénient qu'un calcul dispendieux est nécessaire pour le réglage de la machine et que le contact linéaire lors de l'usinage de couronnes fait perdre du temps. Partant d'un procédé pour générer des correc- tions continues des profils de dents sur des roues co- niques à denture hypoïde, par exemple sur des couronnes de différentiel, selon lequel les dents de la roue co- nique sont usinées en une opération sur le profil concave et le profil convexe par rectification en plongée ou fraisage en plongée au moyen d'une machine à tailler les roues coniques à commande numérique par calculateur (à commande CNC), l'invention vise à procurer un procédé permettant d'exécuter de façon continue, avec une grande précision, des taillages de bombés et des taillages de torsions sur les profils de dents. Conformément à 1 invention, on obtient ce ré- sultat par le fait que, ensuite, par variation de l'angle de base (6) de la machine, l'extrémité intérieure et l'extrémité extérieure des dents de la denture sont pourvues - à la pointe et/ou au talon - d'une dépouille et la profondeur est rajustée par l'axe X, de manière qu'en cas de diminution de l'angle de base (6) de la ma- chine sur l'extrémité de dent extérieure, c'est-à-dire au talon, le bombé ou la correction supplémentaire soit gé- néré, tandis que, dans le cas d'une augmentation de l'angle de base (6) de la machine sur l'extrémité de dent intérieure, donc à la pointe, le bombé ou la correction soit généré, un réglage continu de la machine étant ef- fectué par introduction d'un nombre élévé adéquat de po- sitions de correction et interpolation entre elles afin d'opérer des corrections, des taillages de bombés ou des taillages de torsions sur les profils de dents par la su- perposition appropriée de corrections sur les extrémités de dents intérieures et extérieures - c'est-à-dire sur les pointes et les talons - en combinaison avec des cor- rections de la position en plongée. Le procédé selon l'invention autorise des cor- rections, des taillages de bombés et même les taillages de torsions sur les profils de dents par des superposi- tions appropriées de correctiens sur les extrémités inté- rieures et extérieures des dents, en combinaison avec des corrections de la position en plongée pour éviter ou pour générer des torsions. Le procédé convient non seulement pour générer de telles bombés sur une roue rectifiée en plongée, il convient partout o des "Formats" de couronnes sont gé- nérés non pas par un procédé de brochage extérieur en un seul cycle ("Single-Cycle" ), mais par plongée. Le procédé selon l'invention est applicable par exemple dans le procédé "Spirac" ou lors de la production de "Formats" de couronnes Gleason avec des tiges de mesure afin de réaliser, intérieurement ou extérieurement, une dépouille d'extrémité, désignée également par "Endrem" . En cas de conception adéquate, même une coupure d'arête à l'extrémité de dent extérieure est concevable. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la déviation de l'angle de pression est com- pensée par variation de la position en plongée par les axes Y et Z et l'axe B ou axe de rotation de la pièce est rajusté en conséquence. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de mise en oeuvre non limita- tifs, ainsi que des dessins partiellement schématiques annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine à tailler les roues coniques de la firme Klin- gelnberg, type WNC 30, possédant cinq axes à commande CNC, dont le principe fait partie de l'état actuel de la technique; - la figure 2 représente partiellement une meule en contact avec une couronne de différentiel; - la figure 3 est une représentation graphique de comparaison de profils dans un système de coordonnées, avec la seule correction de l'angle de base machine (profil convexe); - la figure 4 est une représentation graphique de comparaison de profils dans un système de coordonnées, pour laquelle également le seul angle de base machine a été corrigé (profil concave); - la figure 5 montre une comparaison de profils avec introduction de plusieurs positions de correction, également par une représentation graphique dans un sys- tème de coordonnées (profil concave); et - la figure 6 est une comparaison de profils semblable (profil convexe). La machine à tailler les roues coniques visible sur la figure 1 et qui est entièrement à commande CNC, possède cinq axes commandés, à savoir l'axe B de rotation de la pièce, laquelle est nécessaire lors du taillage en développante pour générer la forme de dent exacte et pour la division lors de la rectification de "Formats" de couronnes, de même que l'axe C pour l'angle de base ma- chine et les trois axes de coordonnées X, Y et Z. Sur la figure 2, la référence 1 désigne une meule montrée en contact avec une couronne de différen- tiel 2 qui est illustrée en traits pleins en une première position. Ainsi que cela est habituel, les deux profils de dent de l'entredent sont usinés par plongée en direc- tion de l'axe de la meule 1. Dans ce but, la machine est réglée sur l'angle de base machine È. On obtient de cette manière une denture de couronne non corrigée. La figure 2 montre une couronne à hauteur de dent constante, mais il est possible aussi de produire une couronne du différen- tiel 2 dont la hauteur de dent se rétrécit. Après la réalisation de l'entredent par un pro- cédé de taillage de "Formats" pur, on forme une dé- pouille sur l'extrémité de dent intérieure ou extérieure de la denture, à la pointe ou au talon, en changeant l'angle de base machine de 6 à 6'. En cas de diminution de l'angle 6 à 6' (figure 2), la denture est pourvue d'une dépouille sur les deux profils à l'extrémité de dent extérieure. Par contre, si l'angle ô est augmenté (ce qui n'est pas représenté), la denture est corrigée à l'extrémité de dent intérieure. La profondeur doit alors être rajustée en conséquence. La grandeur de la variation d'angle de 6 à 6' fixe l'angle de pente de la correction. Ceci ressort de la figure 3, laquelle concerne une cou- ronne de différentiel 2 dans laquelle V est de 90 pm et H est de 9 mm. La longueur L de la correction peut être dé- terminée (figure 4) par le rajustement de la profondeur par l'axe X de la machine. Comme on peut le voir sur la figure 4, il s établit dans la zone de correction une déviation a de l'angle de pression qui dépend de l'angle d'hélice de la roue à doter d'une denture, de même que des caractéris- tiques de réglage de la machine. Cette déviation de l'angle de pression peut être compensée par variation de la position en plongée de la meule 2, c'est-à-dire de la position des axes Y et Z. L'axe B doit être rajusté en conséquence. Il est cependant possible aussi, simultané- ment, de diviser la valeur de la correction par l'axe B entre les deux profils, le profil concave et le profil convexe. On a donc la possibilité, soit de répartir les corrections uniformément, soit de corriger seulement un profil. Les corrections sont possibles de manière conti- nue, de sorte que toutes les valeurs désirées sont réali- sables. On peut éviter les points d'inflexion visibles sur les figures 3 et 4 entre la correction et le profil non corrigé par introduction de plusieurs positions de correction dans la commande CNC et interpolation entre elles par la commande. Le résultat d'une telle correction est visible sur les figures 5 et 6; à l'extrémité de dent intérieure, c'est-à-dire à la pointe, est seulement réa- lisée une faible dépouille, tandis que, sur l'extrémité de dent extérieure, donc au talon, est réalisée une grande dépouille qui se forme de manière continue et n est plus affectée de l'erreur de l'angle de pression puisque la correction concernée a été opérée par rajuste- ment. De telles corrections sont possibles, soit à la pointe et au talon, soit séparément à la pointe ou au ta- lon, ce qui permet de réaliser des variations de bombé de toute forme désirée sur le profil. REVENDICATIONS 1. Procédé pour générer des corrections conti- nues des profils de dents sur des roues coniques à den- ture hypoïde, par exemple sur des couronnes de différen- tiel, selon lequel les dents de la roue conique sont usi- nées en une opération sur le profil concave et le profil convexe par rectification en plongée ou fraisage en plon- gée au moyen d'une machine à tailler les roues coniques à commande numérique par calculateur (à commande CNC), ca- ractérisé en ce que, ensuite, par variation de l'angle de base (6) de la machine, l'extrémité intérieure et l'ex- trémité extérieure des dents de la denture sont pourvues - à la pointe et/ou au talon - d'une dépouille et la pro- fondeur est rajustée par l'axe X, de manière qu'en cas de diminution de l'angle de base (6) de la machine sur l'ex- trémité de dent extérieure, c'est-à-dire au talon, le bombé ou la correction supplémentaire soit généré, tandis que, dans le cas d'une augmentation de l'angle de base (6) de la machine sur l'extrémité de dent intérieure, donc à la pointe, le bombé ou la correction soit généré, un réglage continu de la machine étant effectué par in- troduction d'un nombre élévé adéquat de positions de cor- rection et interpolation entre elles afin d'opérer des corrections, des taillages de bombés ou des taillages de torsions sur les profils de dents par la superposition appropriée de corrections sur les extrémités de dents in- térieures et extérieures - c'est-à-dire sur les pointes et les talons - en combinaison avec des corrections de la position en plongée. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la déviation de l'angle de pression est compensée par variation de la position en plongée par les axes Y et Z et l'axe B ou axe de rotation de la pièce est rajusté en conséquence.