Brevet FR3104043A1 — publié le 20210611

Dispositif de positionnement et de bridage simultané de multiples flancs (pièces brutes) des engrenages à dentures droites principalement dans l’usage qui peut en être fait en tant que cames de robots pour qu’il soit adapté au taillage par fraise mère et aux fins de permettre la réduction de 20 % de la surépaisseur laissée pour réaliser la rectification ultérieure des engrenages, caractérisé par : - Une plaque de positionnement (i) indexée sur le bâti à l’aide de pions centreurs (j) permettant un positionnement de l’axe du cône male récepteur (b) inférieur à 0,005mm par rapport au référentiel d’usinage (k) - Un système amortisseur de vibration (l) comprenant : = Un support antivibratoire de mandrin (m) disposer entre le bâtit de la machine (f) et l’embase de fixation (c) du mandrin (a), = Des boulons de serrage (n), = Des rondelles antivibratoires (o) placées entre la surface d’appui des boulons de serrage(n) et l’embase de fixation (c). Dispositif de positionnement et de bridage simultané de multiples flancs des engrenages à dentures droites. L’invention est relative à un dispositif de positionnement et de bridage simultané de multiples flancs (pièces brutes) des engrenages à dentures droites principalement dans l’usage qui peut en être fait en tant que cames de robots pour qu’il soit adapté au taillage par fraise mère et aux fins de permettre la réduction de 20 % de la surépaisseur laissée pour réaliser la rectification ultérieure des engrenages Etat des connaissances : L’état des techniques de taillage des engrenages fait appel à deux familles technologiques : - la première concerne les procèdes de taillage d’engrenage (machines de taillage) - la deuxième concerne les procédés de bridage par l’alésage de multiples pièces cylindriques de faibles épaisseurs. Relativement à la première famille citée, ils existent de nombreux procédés de taillages des engrenages à denture droite. Deux sous familles regroupent ces procédés : -Le Taillage sans génération : C’est un taillage réalisé avec des outils conventionnels et notamment une simple fraiseuse et qui n’est pas adapté à une production en série. Chaque dent de l’engrenage est réalisée individuellement et le déplacement d’un pas pour réaliser la denture s’effectue par intervention manuelle à partir d’un plateau indexeur. Nous pouvons citer le taillage en fraise de forme c’est-à-dire que la fraise possède la forme du creux de la denture à réaliser. Il existe aussi le taillage par fraise disque qui servent essentiellement à l’ébauche et demande donc plusieurs opérations d’usinage. -le Taillage par génération : C’est un taillage où l’outil et la pièce possèdent, en plus du mouvement d’avance et du mouvement de l’outil, un mouvement relatif d’une valeur équivalente à celle du pas, et qui peut être soit une translation soit une rotation. Nous pouvons citer le taillage par outil crémaillère tels que ceux des constructeurs MAAG et SUNDERLAND. Ce dispositif est adapté à des production unitaires sur des pièces volumineuses mais ne convient pas à des séries importantes car les mouvements nécessaires aux allées et venues du coulisseau implique des temps de réalisation importants et non compatibles avec les pièces à réaliser. Il existe également le taillage par fraise mère comme celui de la société STANKO (MACHINE 53A50) qui permet de réaliser le taillage de plusieurs engrenages à la fois par empilements des pièces brutes (paquets). La fraise qui est en fait constituée de plusieurs fraises de même forme taille une denture en un seul passage et se dégage pour laisser tourner les pièces de la valeur d’un pas. La fraise se déplace longitudinalement selon son axe de rotation pour permettre l’utilisation de l’ensemble des fraises qui la compose. Le déplacement longitudinal (pas à pas) de la fraise permet ainsi de répartir l’usure plus régulièrement sur toute sa longueur utile. De ce fait, on arrive souvent, à un accroissement considérable de la durée d’usage de la fraise. Bien que ce principe de taillage soit des mieux adapté à la production en série il est limité du point de vue de sa précision de réalisation et cela implique de laisser une importante surépaisseur de matière pour permettre d’obtenir les cotes désirées avec une résistance souhaitées sous la couche superficielle de la denture après rectification. Enfin il existe le taillage par outil pignon (mortaisage) tel que les machines LORENZ qui fait appel à des mouvement combinés lors de l’usinage des engrenages. Dans ce principe, les rotations de l’outil et de la pièce à tailler sont conjuguées, aussi bien en ce qui concerne les sens de rotation que les rapports des vitesses angulaires. Ces dispositifs ne sont pas adaptés à l’usinage des pièces en paquets car ils nécessitent un encombrement important pour la réalisation des mouvements. De plus les précisions seraient très inférieures du fait des mouvements relatifs induisant des inerties supplémentaires. Relativement à la deuxième famille citée relative aux procédés de bridage, les positionneurs avec bridage par le centre de pièces multiples cylindriques et de faibles épaisseurs peuvent se décomposer en deux sous famille : les mandrins et les cimblots. Relatifs à la sous famille des mandrins tels que ceux cités dans les brevets EP2842671 et EP2103369 présentent des dispositifs expansibles permettant de serrer les pièces cylindriques depuis leur diamètre intérieur. Ces dispositifs présentent l’avantage d’être suffisamment rigides pour permettre la reprise des efforts de coupe lors des usinages de pièces massives, cependant ils ont un inconvénient en ce qu’ils ne permettent pas le maintien en position et le blocage de plusieurs pièces simultanément. Dans les dispositifs connus nous pouvons citer les mandrins à douille dilatables hydrauliquement avec bague en acier et ou en plastique (brevet FR2504427), ces dispositifs peuvent avoir une longueur suffisante pour permettre de supporter plusieurs pièces empilées mais ils présentent un inconvénient majeur en ce que la répartition de la pression ne garantit pas la concentricité requise pour l’alignement des axes de toutes les pièces. Il existe des mandrins à douille expansible mécaniquement tel que celui présenté par la société RINGSPANN qui peuvent d’une part supporter et positionner un empilage d’engrenages et d’autre part de bloquer leur position pendant l’usinage. Ces dispositifs peuvent, moyennant des adaptations se monter sur des machines de taillage mais ils ne permettent pas significativement de réduire la taille de surépaisseur à laisser sur la pièce car ils sont de constitution plus légère ce qui les rend sensibles aux vibrations qui sont générées par la machine et qui nécessitent une tolérance plus grande d’usinage. Relatif à la sous famille des cimblots, ceux-ci sont constitués d’un corps massif avec un diamètre précis recevant les pièces. Les cimblots présentent l’avantage d’être très rigides pour supporter les engrenages à tailler et aussi pour reprendre les efforts de coupe. Par contre ces dispositifs de cimblots sont tributaires des tolérances des diamètres de centrage des engrenages, ainsi il se produit un défaut de coaxialité entre deux pièces différentes et selon leur tolérance de diamètre de centrage sur le cimblot. Un autre inconvénient est que le serrage (dit en sandwich) de l’ensemble produit, selon les tolérances géométriques des pièces et aussi selon le nombre de pièce à serrer, des disparités de pression de serrage sur chacune des pièces ce qui génère des micro déplacements lors des usinages. En l’état des techniques, il n’existe pas de dispositif qui soit en mesure de permettre une réduction des surépaisseurs de taillage en raison que les machines n’ont pas de dispositif de positionnement précis du support de pièce et que les vibrations ces machines provoquent des vibrations qui dénaturent la précision de la taille. Présentation de l’invention : L’invention est relative à un dispositif de positionnement et de bridage simultané de multiples flancs (pièces brutes) des engrenages à dentures droites principalement dans l’usage qui peut en être fait en tant que cames de robots pour qu’il soit adapté au taillage par fraise mère et aux fins de permettre la réduction de 20 % de la surépaisseur laissée pour réaliser la rectification ultérieure des engrenages, doté de : - Un mandrin à douille expansible porte pièces à bridage par cône (a) composé d’un cône mâle récepteur (b), d’une embase de fixation (c) , d’un mandrin expansible (d), d’un ensemble d’expansion du cône et de serrage (e) sur le bâti de la machine de taillage (f) - Un empilement (g) de plusieurs flancs à usiner (h), Caractérisé par : - Une plaque de positionnement (i) indexée sur le bâti à l’aide de pions centreurs (j) permettant un positionnement de l’axe du cône male récepteur (b) inférieur à 0,005mm par rapport au référentiel d’usinage (k) - Un système amortisseur de vibration (l) comprenant : = Un support antivibratoire de mandrin (m) disposer entre le bâtit de la machine (f) et l’embase de fixation (c) du mandrin (a), = Des boulons de serrage (n), = Des rondelles antivibratoires (o) placées entre la surface d’appui des boulons de serrage(n) et l’embase de fixation (c). Vue en coupe du dispositif Glossaire : a) mandrin à douille expansible porte pièces à bridage par cône b) cône mâle récepteur c) embase de fixation d) mandrin expansible e) ensemble d’expansion du cône et de serrage f) machine de taillage g) empilement h) flancs à usiner i) plaque de positionnement j) pions centreurs k) référentiel d’usinage l) système amortisseur de vibration m) support antivibratoire de mandrin n) boulons de serrage o) rondelles antivibratoires Dispositif de positionnement et de bridage simultané de multiples flancs (pièces brutes) des engrenages à dentures droites principalement, doté de : - Un mandrin à douille expansible porte pièces à bridage par cône (a) composé d’un cône mâle récepteur (b), d’une embase de fixation (c) , d’un mandrin expansible (d), d’un ensemble d’expansion du cône et de serrage (e) sur le bâti de la machine de taillage (f), - Un empilement (g) de plusieurs flancs à usiner (h), Caractérisé par : - Une plaque de positionnement (i) indexée sur le bâti à l’aide de pions centreurs (j) permettant un positionnement de l’axe du cône male récepteur (b) inférieur à 0,005mm par rapport au référentiel d’usinage (k) - Un système amortisseur de vibration (l) comprenant : = Un support antivibratoire de mandrin (m) disposer entre un bâti de la machine (f) et l’embase de fixation (c) du mandrin (a), = Des boulons de serrage (n), = Des rondelles antivibratoires (o) placées entre la surface d’appui des boulons de serrage(n) et l’embase de fixation (c).