Outil pour appareil à fileter par peignage L'objet de la présente invention est un outil pour appareil à fileter par peignage au moyen d'au moins une dent de taillage des filets.
Dans la fabrication par peignage des pièces file tées sur tour automatique, les filets ont, à l'issue des opérations de peignage, au moins une partie termi nale qui doit être retouchée, car la largeur du dernier filet diminue progressivement, jusqu'au point de ne plus former qu'un voile extrêmement mince, qu'il faut alors éliminer. Dans les pièces de qualité infé rieure, ces parties terminales des filets sont souvent éliminées à la main à l'aide d'une lime ou d'une meule; dans les pièces de meilleure qualité, elles sont enlevées au cours d'une opération faite en reprise, qui a pour effet de doubler au moins le prix de re vient de la pièce en question.
Au cours de cette opé ration en reprise, la pièce est introduite dans une pince qui la fait tourner avec une certaine excentri cité, de sorte qu'un outil tel qu'un burin peut enlever les parties terminales des filets, en raccordant leur sommet à leur base, qui constitue le noyau de la partie filetée de la pièce.
On connaît également un dispositif qui permet d'éviter ces opérations en reprise et d'éliminer les ex trémités des filets à partir des endroits où la largeur de ceux-ci commence à diminuer. A cet effet la bro che du tour automatique, qui entraîne la barre de matière à partir de laquelle les pièces sont usinées, comprend deux pinces de serrage disposées l'une à l'intérieur de l'autre. La pince intérieure est destinée à serrer directement la barre de matière. Une douille avec un trou longitudinal excentré est en outre logée entre les deux pinces. La broche est de plus équipée de moyens de commande, qui lui permettent de faire tourner à volonté les deux pinces ensemble ou l'une toute seule.
De cette façon, la pièce en travail peut, dans un cas, être entraînée en rotation coaxialement à la broche, et, dans l'autre cas, être animée d'un mouvement excentrique. Le premier mouvement d'en traînement est utilisé pour toutes les opérations de tournage ainsi que pour le peignage des filets. Quant au second mouvement, il est prévu pour éliminer les parties terminales amincies des filets, en raccordant leur sommet au noyau de la pièce de la même façon que ce qui se fait habituellement en reprise. Vu la construction de la broche, il est clair que la matière ne peut pas être entraînée en rotation à grande vitesse lorsque les pinces de la broche tournent l'une par rapport à l'autre.
Il faut, par conséquent, prévoir de réduire la vitesse de rotation de la matière, pour éli miner les extrémités amincies des filets.
Si ce dispositif connu a ainsi l'avantage d'éviter une opération en reprise et les imprécisions qu'elle comporte en raison du nouveau serrage de la pièce, il a l'inconvénient de nécessiter une construction rela tivement compliquée du tour. En particulier, il ne peut pas être présenté sous forme d'un appareil qui pourrait être utilisé comme accessoire sur les tours déjà en service.
On connaît enfin des appareils à fileter pour cer tains tours automatiques, qui sont montés sur des coulisses croisées. Ces appareils sont cependant volu mineux et comprennent deux outils indépendants, commandés chacun pour soi. L'un de ces outils taille les filets et l'autre en raccorde les parties terminales au noyau du filet. Ces appareils connus ne pourraient donc pas être utilisés comme accessoires de tours automatiques déjà en service et destinés à fabriquer des pièces par exemple à partir de barres de matière.
Le but de la présente invention est de créer un outil pour appareil à fileter qui permette, au cours d'un même serrage de la pièce, de peigner un filet et d'en éliminer les parties terminales amincies, en vue de donner à la pièce finie la forme standard connue, cet outil n'entraînant aucune modification de-l'appa- reil à fileter; de nature à en empêcher le montage sur n'importe quel tour standard, et ne nécessitant aucune transformation essentielle du tour.
L'outil selon l'invention est caractérisé par au moins une arête coupante fixe par rapport à la ou aux dents de taillage, cette arête coupante ayant une largeur au moins égale à celle des filets à la base et s'étendant au moins sur la moitié de cette largeur de part et d'autre d'un point situé à une distance axiale du milieu d'une dent de taillage égale à un nombre entier de fois le pas des filets taillés plus un demi-pas.
Une forme d'exécution de l'outil selon l'invention est représentée à titre d'exemple au dessin annexé, en regard d'une pièce terminée.
La fig. 1 représente cet outil dans la position qu'il occupe, par rapport au filet à tailler, nu commence ment d'une passe d'usinage, et la fig. 2 représente la position que cet outil occupe par rapport audit filet, à la fin de cette passe.
L'outil représenté fait partie d'un appareil à file ter monté sur un tour automatique à poupée mobile fabriquant des pièces à partir de barres de matière. La commande de l'appareil à fileter est réalisée de fa çon connue, par l'intermédiaire d'un engrenage et d'un arbre télescopique à cardan. Cet appareil à file ter est monté sur le tour, en lieu et place de l'un des porte-outils auquel est habituellement fixé un burin. Il comprend un coulisseau qui peut effectuer des dé placements identiques à ceux du porte-outil auquel l'appareil à fileter est substitué.
A cet effet, le coulis- seau de l'appareil à fileter porte une vis micrométri que de réglage sur laquelle agit. le culbuteur du tour commandant habituellement le porte-outil placé à cet endroit. Le coulisseau de l'appareil à fileter porte encore deux cames entraînées en rotation par une extrémité de l'arbre télescopique à cardan. L'autre extrémité de cet arbre est fixée à une roue dentée en traînée en rotation à partir d'une roue dentée fixée à l'extrémité postérieure de la broche de la poupée mobile du tour.
De cette façon, la rotation des cames portées par le coulisseau de l'appareil à fileter est synchronisée avec la rotation de la broche du tour, c'est-à-dire avec la pièce en travail. Le coulisseau de l'appareil à fileter porte enfin un porte-outil, auquel est fixé l'outil représenté, constitué par un peigne 1. Ce dernier est déplacé longitudinalement et radiale- ment par rapport à la pièce en cours d'usinage par les deux cames de l'appareil à fileter. La came qui déplace le peigne 1 longitudinalement détermine le pas du filetage.
Quant à l'autre came; elle engage le peigne 1 dans la matière au début d'une passe de filetage, le maintient engagé jusqu'à la fin de cette passe, le dégage de la matière à cet instant et le maintient dégagé pendant tout le temps que l'autre came- met à ramener le peigne au début du filetage. Au cours d'un tel cycle de travail, le peigne 1 n'en lève qu'une passe de matière; en ébauchant le filetage à former. Pour terminer ce dernier, il faut que le peigne 1 effectue plusieurs cycles consécutifs, au cours desquels il prend chaque fois une nouvelle passe.
L'engagement et le dégagement du peigne com mandé par l'une des cames portées par le coulisseau de l'appareil à fileter ont toujours la même ampli tude; qui doit être légèrement supérieure à la hauteur des filets formés, pour que le peigne soit convenable ment dégagé de la pièce, après sa dernière passe. L'engagement progressif du peigne dans la matière, d'une passe à la suivante, est assuré par une came calée sur l'arbre à cames principal du tour, par l'in termédiaire d'une tige et du culbuteur agissant sur le coulisseau de l'appareil à fileter.
Pour tailler le filet 2 sur la pièce 3, le peigne 1 comprend des dents de taillage 4. A ses deux extré mités, le peigne 1 présente deux dents supplémentai res 5, 6 portant des arêtes coupantes 7, 8. Si A dé signe les milieux des arêtes des dents 4 taillant le fond du filet 2, les arêtes 7 et 8 présentent chacune un point B, dont la distance b à l'un des points A est égale à un nombre entier de fois le pas du filet 2 plus un demi-pas. Chacune des arêtes 7, 8 s'étend en outre de part et d'autre de son point B, au moins jusqu'en des points C équidistants de B et dont la distance e entre eux est égale à la largeur c' du filet 2 à sa base.
Comme on le voit au dessin, le peigne 1 ne taille pas seulement un filet 2 sur la pièce 3, représentée avec son taillage à l'état terminé, mais il raccorde aussi les extrémités dé ce filet au noyau de celui-ci par des rampes 9, 10.
Dans la fig. 1, où la pièce 3 est encore reliée à la barre de matière et tourne dans le sens de la flèche d, le peigne 1 est représenté dans la position qu'il oc cupe par rapport au filet 2, au moment où il attaque la pièce 3. Les cames de commande de ce peigne le déplacent alors dans le sens des flèches<I>e et</I> f. A l'ins tant considéré, l'arête 7 se trouve au sommet de la rampe 9 et son point B est au milieu de la face cylin drique constituant le sommet du filet 2. Pendant que le peigne 1 se déplace dans le sens de la flèche e, la pièce 3 tourne d'un certain angle dans le sens de la flèche d.
Pendant cette première phase, l'arête 7 du peigne 1 taille la rampe de raccordement 9 du filet 2 à son noyau, depuis le sommet de cette rampe, jusqu'à sa base. Quant aux dents 4, elles effectuent le taillage proprement dit de ce filet. L'arête 8 du peigne 1 se déplace dans le vide au cours de cette première phase. Il en va de même de l'arête 7, à par tir du moment où elle est parvenue à la base de la rampe 9.
A partir de cet instant, le peigne 1 n'est plus dé placé que dans le sens de la flèche f, jusqu'à ce que l'arête 8 parvienne à la base de la rampe 10. A cet instant, le peigne 1 est dégagé de la pièce 3, de sorte que l'arête 8 taille la rampe de raccordement 10 de sa base jusqu'au sommet du filet 2, A cet instant, le peigne 1 est, par rapport au filet 2, dans la position représentée à la fig. 2 dans la quelle il a été dessiné au-dessus de la pièce 3, et non au-dessous, comme dans la fig. 1, pour que les ram pes 9 et 10 soient visibles.
Le peigne 1 continue à s'éloigner encore quelque peu de la pièce 3 dans le sens de la flèche g, tout en continuant à se déplacer dans le sens de la flèche f. Lorsque ses dents sont à une certaine distance du filet 2, le peigne 1 est ra mené à sa position initiale par un déplacement longi tudinal dans le sens opposé à celui de la flèche f.
Le filet 2 avec ses rampes de raccordement 9, 10 est taillé dans une portée de la pièce 3 préparée préa lablement par tournage. Ce taillage ne s'effectue toutefois pas en une seule passe. Les mouvements décrits ci-dessus du peigne 1 sont répétés au contraire plusieurs fois. A chaque fois le coulisseau de l'appa reil à fileter se trouve un peu plus près de la pièce 3, de sorte que les dents du peigne entrent toujours un peu plus profondément dans la matière de la pièce 3, au terme de leur course dans le sens de la flèche e.
Il ressort de la description précédente que les points B des arêtes 7, 8 représentent les milieux des parties de travail ou actives de ces arêtes. Par ailleurs, les rampes de raccordement 9 et 10 sont en forme de spirale d'Archimède, du fait que les dents 5 et 6 du peigne les forment en se rapprochant et en s'éloi gnant de la pièce 3 proportionnellement à l'angle du quel cette pièce tourne.
Si une seule extrémité du filet 2 devait être rac cordée au noyau de ce filet, on utiliserait un peigne ne présentant qu'une dent supplémentaire à l'une de ses extrémités.
Pour tailler un filet relativement long, on utilise de préférence deux peignes ne présentant chacun qu'une seule dent de taillage et une seule dent sup plémentaire, éloignée de la dent de taillage d'un peu plus de la moitié de la longueur de la partie filetée. Ces deux peignes sont retournés et décalés l'un par rapport à l'autre, de façon que l'un taille le filet sur une moitié de sa longueur en en raccordant le som met au noyau à l'extrémité de cette moitié, et que l'autre taille l'autre moitié du filet en raccordant l'autre extrémité de ce filet au noyau.
Tool for an apparatus for threading by combing The object of the present invention is a tool for an apparatus for threading by combing by means of at least one tooth for cutting the threads.
In the manufacture by combing of threaded pieces on an automatic lathe, the threads have, at the end of the combing operations, at least one end part which must be retouched, since the width of the last thread gradually decreases, up to the point to form only an extremely thin veil, which must then be removed. In lower quality parts, these end portions of the threads are often removed by hand using a file or grinding wheel; in parts of better quality, they are removed during a rework operation, which has the effect of at least doubling the cost of the part in question.
During this rework operation, the part is introduced into a clamp which rotates it with a certain eccentricity, so that a tool such as a chisel can remove the end parts of the threads, connecting their top to their base, which forms the core of the threaded part of the part.
A device is also known which makes it possible to avoid these recovery operations and to eliminate the ends of the nets from the places where the width of the latter begins to decrease. For this purpose, the spindle of the automatic lathe, which drives the bar of material from which the parts are machined, comprises two clamps arranged one inside the other. The inner clamp is intended to directly clamp the material bar. A bush with an eccentric longitudinal hole is also housed between the two clamps. The spindle is moreover equipped with control means, which allow it to turn the two clamps together or just one at will.
In this way, the workpiece can, in one case, be rotated coaxially with the spindle, and, in the other case, be driven by an eccentric movement. The first dragging movement is used for all turning operations as well as for combing the threads. As for the second movement, it is intended to eliminate the thinned end parts of the threads, by connecting their top to the core of the part in the same way as is usually done in recovery. From the construction of the spindle, it is clear that the material cannot be rotated at high speed when the clamps of the spindle rotate relative to each other.
It is therefore necessary to provide for reducing the speed of rotation of the material, in order to eliminate the thinned ends of the threads.
While this known device thus has the advantage of avoiding a rework operation and the inaccuracies which it entails due to the new clamping of the part, it has the drawback of requiring a relatively complicated construction of the lathe. In particular, it cannot be presented in the form of a device which could be used as an accessory on towers already in service.
Finally, threading devices are known for certain automatic lathes, which are mounted on cross slides. These devices are however volu minous and include two independent tools, each ordered for himself. One of these tools cuts the threads and the other connects the end parts to the thread core. These known devices could therefore not be used as accessories for automatic lathes already in service and intended to manufacture parts, for example from bars of material.
The aim of the present invention is to create a tool for a threading apparatus which makes it possible, during the same clamping of the part, to comb a thread and to eliminate the thinned end parts thereof, in order to give the part no more known standard form, this tool not involving any modification of the threading apparatus; such as to prevent it from being mounted on any standard lathe, and requiring no essential transformation of the lathe.
The tool according to the invention is characterized by at least one cutting edge fixed relative to the cutting tooth (s), this cutting edge having a width at least equal to that of the threads at the base and extending at least over the half of this width on either side of a point located at an axial distance from the middle of a cutting tooth equal to a whole number of times the pitch of the cut threads plus half a pitch.
One embodiment of the tool according to the invention is shown by way of example in the accompanying drawing, opposite a finished part.
Fig. 1 shows this tool in the position it occupies, with respect to the thread to be cut, at the start of a machining pass, and FIG. 2 represents the position that this tool occupies with respect to said thread, at the end of this pass.
The tool shown is part of a threading apparatus mounted on an automatic lathe with sliding headstock manufacturing parts from bars of material. The control of the threading device is carried out in a known manner, by means of a gear and a telescopic cardan shaft. This device to file ter is mounted on the lathe, instead of one of the tool holders to which a chisel is usually attached. It includes a slide which can perform displacements identical to those of the tool holder for which the threading device is substituted.
For this purpose, the slide of the threading device carries a micrometric adjustment screw on which it acts. the lathe rocker arm usually controls the tool holder placed there. The slide of the threading device also carries two cams driven in rotation by one end of the telescopic cardan shaft. The other end of this shaft is fixed to a toothed wheel in drag in rotation from a toothed wheel fixed to the rear end of the spindle of the tailstock of the lathe.
In this way, the rotation of the cams carried by the slide of the threading device is synchronized with the rotation of the spindle of the lathe, that is to say with the workpiece. The slide of the threading apparatus finally carries a tool holder, to which is fixed the tool shown, consisting of a comb 1. The latter is moved longitudinally and radially relative to the part being machined by the two cams of the threading device. The cam which moves the comb 1 longitudinally determines the pitch of the thread.
As for the other cam; it engages the comb 1 in the material at the start of a threading pass, keeps it engaged until the end of this pass, releases it from the material at this moment and keeps it free for the entire time that the other cam - brings the comb back to the start of threading. During such a work cycle, the comb 1 only lifts one pass of material; by roughing out the thread to be formed. To complete the latter, the comb 1 must perform several consecutive cycles, during which it takes a new pass each time.
The engagement and disengagement of the comb commanded by one of the cams carried by the slide of the threading device always have the same amplitude; which must be slightly greater than the height of the threads formed, so that the comb is suitably clear of the part, after its last pass. The progressive engagement of the comb in the material, from one pass to the next, is ensured by a cam wedged on the main camshaft of the lathe, via a rod and the rocker arm acting on the slide of the threading device.
To cut the net 2 on the part 3, the comb 1 comprises cutting teeth 4. At its two ends, the comb 1 has two additional teeth 5, 6 bearing cutting edges 7, 8. If A denotes the midpoints of the edges of teeth 4 cutting the bottom of thread 2, edges 7 and 8 each have a point B, the distance b of which from one of the points A is equal to a whole number of times the pitch of thread 2 plus one half a step. Each of the edges 7, 8 also extends on either side of its point B, at least up to points C equidistant from B and whose distance e between them is equal to the width c 'of the thread 2 at its base.
As can be seen in the drawing, the comb 1 not only cuts a thread 2 on part 3, shown with its cutting in the finished state, but it also connects the ends of this thread to the core of the latter by ramps 9, 10.
In fig. 1, where the part 3 is still connected to the material bar and turns in the direction of the arrow d, the comb 1 is shown in the position that it occupies with respect to the net 2, when it attacks the part 3. The control cams of this comb then move it in the direction of the arrows <I> e and </I> f. At the moment considered, the edge 7 is at the top of the ramp 9 and its point B is in the middle of the cylindrical face constituting the top of the thread 2. While the comb 1 moves in the direction of the arrow e, part 3 rotates at a certain angle in the direction of arrow d.
During this first phase, the edge 7 of the comb 1 cuts the connecting ramp 9 of the net 2 to its core, from the top of this ramp, to its base. As for the teeth 4, they perform the actual cutting of this thread. The edge 8 of the comb 1 moves in a vacuum during this first phase. The same is true for ridge 7, starting from the moment it has reached the base of ramp 9.
From this moment, the comb 1 is no longer moved except in the direction of the arrow f, until the edge 8 reaches the base of the ramp 10. At this moment, the comb 1 is released from the part 3, so that the edge 8 cuts the connecting ramp 10 from its base to the top of the thread 2, At this moment, the comb 1 is, with respect to the thread 2, in the position shown at fig. 2 in which it was drawn above part 3, and not below, as in fig. 1, so that rams 9 and 10 are visible.
The comb 1 continues to move further away from the part 3 in the direction of arrow g, while continuing to move in the direction of arrow f. When its teeth are at a certain distance from the net 2, the comb 1 is brought to its initial position by a longitudinal displacement in the direction opposite to that of the arrow f.
The thread 2 with its connecting ramps 9, 10 is cut in a scope of the part 3 prepared beforehand by turning. However, this cutting is not done in a single pass. The movements described above of the comb 1 are, on the contrary, repeated several times. Each time the slide of the threading device is located a little closer to part 3, so that the teeth of the comb always enter a little deeper into the material of part 3, at the end of their travel in the direction of the arrow e.
It emerges from the preceding description that the points B of the edges 7, 8 represent the midpoints of the working or active parts of these edges. Furthermore, the connecting ramps 9 and 10 are in the shape of an Archimedean spiral, because the teeth 5 and 6 of the comb form them by approaching and moving away from the part 3 in proportion to the angle of the comb. what this part turns.
If only one end of the net 2 had to be connected to the core of this net, a comb would be used which only had one additional tooth at one of its ends.
To cut a relatively long thread, two combs are preferably used, each having only one cutting tooth and one additional tooth, distant from the cutting tooth by a little more than half the length of the part. threaded. These two combs are turned over and offset with respect to each other, so that one cuts the net over half of its length by connecting the som put to the core at the end of this half, and that the other cuts the other half of the net by connecting the other end of this net to the core.