Chapitre III Taillage Des Engrenages [PDF]

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Chapitre III

Usinage par électroérosion

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Taillage des Engrenages 1. Introduction Les engrenages représentent un système de transmission de mouvement très fiable. Il peut être utiliser dans les mécanismes à grande ou faible puissance et être ramenés à des mouvements de grandes ou de faibles vitesse de rotation. Par conséquent, leur qualité est primordiale et leur mise en œuvre est délicate. La réalisation d’engrenages est caractérisée par deux grandes fonctions : — la fonction de coupe pour opérer un enlèvement de matière ; — la fonction de réalisation de dentures, soit par reproduction directe, soit par génération ; dans ce dernier cas, les lois de mouvement de coupe sont intimement liées aux procédés cinématiques souvent complexes. C’est à partir d’un cahier des charges, ou tout au moins d’un plan de définition, que l’engrenagiste va prendre connaissance du produit à réaliser. Le coût global, le niveau de qualité, la quantité à produire par unité de temps, la fiabilité des matériels utilisés, etc., viendront compléter ces données.

2. Taillage des engrenages cylindriques sans génération Le taillage des engrenages cylindrique sans génération se fait dans la plus part des cas part une fraise de forme appelée fraise-module (figure 1).

Figure 1 – Fraise-module

Il s’effectue par simple division de la broche porte pièce suivant le nombre de dent à tailler par l’intermédiaire d’un diviseur. Dans le cas des dentures droites, le profil de la fraise est identique à celui de l’entredent de la roue à tailler.

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Figure 2 – Principe de taillage par fraise module

Quand il s’agit de denture intérieure, le taillage sans génération se fait par brochage. La broche se compose d’un certain nombre de dents, dont le diamètre augmente depuis la première dent d’ébauche jusqu’à la première dent de finition (figure 3).

Figure 3 - Forme usuelle de la denture normale d’une broche

3. Taillage des engrenages cylindriques avec génération 3.1. Taillage par outil crémaillère Le taillage des engrenages droits par outil crémaillère se fait par la combinaison de deux mouvements : le mouvement alternatif du coulisseau et le mouvement de génération. Ces deux mouvements définissent le cycle de taillage. Le mouvement alternatif du coulisseau engendre le mouvement de coupe. Le coulisseau porte outil crémaillère effectue un mouvement alternatif dont l’amplitude est supérieure à la hauteur H de la roue à tailler. Ce mouvement est généré par un système de bielle manivelle. En outre, pour enlever du copeau, l’outil crémaillère doit pénétrer dans la pièce avec une profondeur de taillage P.

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Figure 4 – Schéma cinématique simplifié d’une machine de taillage par outil crémaillère

L’outil crémaillère possède un nombre limité de dent et en plus il est dépourvu de tout mouvement transversal. Par conséquent, et afin d’assurer le taillage de toute la roue, en embraye le mouvement de génération. On taille la pièce jusqu’à ce que la première dent de la crémaillère se libère et ne dégage plus de copeau, entre temps, la pièce aurait parcourue la distance O1O2.

Figure 5 – Cycle de taillage par outil crémaillère Usinage non conventionnel

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A ce moment, on enclenche l’automate de la machine qui arrête le coulisseau en position haute, débraye le mouvement de génération, recule le chariot de la distance O2O3, enclenche de nouveau le mouvement de coupe et la génération jusqu’en O4 et la génération se poursuit

3.2. Taillage par fraise-mère La machine à tailler les engrenages emploie un outil qui apparaît sous l’aspect d’une vis sans fin entaillée suivant un certain nombre de gorges longitudinales de façon à aménager des arêtes tranchantes.

Figure 6 – Fraise – mère entrain de tailler une pièce

La table porte pièce ainsi que le coulisseau porte outil sont munis de différents mouvements qui sont les suivants : — le mouvement radial du bâti porte-pièce 1 ; — le mouvement axial du coulisseau porte-fraise 2 ; — le mouvement tangentiel de la fraise 3 ; — le mouvement rotation de la pièce 4 ; — le mouvement rotation de la fraise 5.

Figure 7 – Mouvement des différents organes de la machine de taillage d’engrenage par fraise-mère

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Le taillage de la roue se fait par enlèvement de matière généré par le mouvement de la fraisemère sur la roue cylindrique à tailler.

Figure 8 – Principe de taillage

Le principe consiste à ce que le filet de la fraise d’angle γ0 coïncide avec l’axe de la pièce à tailler. Cela impose un angle de pivotement ηde la fraise égal à γ0. La fraise exécute un mouvement d’avance Sx suivant l’axe de la pièce. Afin que la fraise ne travaille pas avec le même filet et éviter l’usure, elle effectue un déplacement équivalent à un pas.

Figure 9 – Cycle de taillage

3.3. Taillage par outil pignon Le taillage par outil-pignon est un procédé par mortaisage ; le mouvement de génération est l’engrènement de la roue équivalente à l’outil avec l’engrenage à tailler. Les rotations de l’outil et de la pièce à tailler doivent être conjuguées, aussi bien en ce qui concerne les sens de rotation que les rapports des vitesses angulaires.

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Figure 10 – Taillage en développante par outil-pignon

Pour le taillage d’une denture extérieure, les sens de rotations sont opposés. Dans le cas du taillage d’une denture intérieure, les sens de rotations sont identiques. Nous avons toujours la relation :

ω0 z = ω z0 Avec

ω à : vitesse angulaire de l’outil,

ω : vitesse angulaire de la pièce, z0 : nombre de dents de l’outil, z : nombre de dents de la pièce.

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