Machines à tailler les engrenages à commande numérique
- 1. Présentation générale
- 2. Principaux types d’engrenages
- 3. Procédés d’usinage d’engrenages courants
- 4. Machines à tailler les engrenages à commande numérique
1. Présentation générale
Les engrenages ont été fabriqués à la main de l’Antiquité au XVIIIe siècle, époque de mécanisation de l’Europe avec l’introduction des pendules et autres machines. Lors de la révolution industrielle, plusieurs machines dédiées à la fabrication des engrenages se sont succédées.
Pour fabriquer un engrenage, des cylindres d’acier sont coupés en plaques circulaires, qui sont ensuite usinées en flancs (plaques à trou sans dents) avant de subir les procédés de taillage à la fraise-mère (découpage des dents), trempe (traitement thermique) et meulage des surfaces et des dents. Aujourd’hui, chacun des procédés est exécuté par une machine à tailler les engrenages à commande numérique, telle qu’une machine à tailler à la fraise-mère (machine de découpage des dents). Ces machines à tailler les engrenages permettent aux opérateurs d’ajuster aisément la vitesse de découpage et de spécifier le nombre de dents.
Ces dernières années, des machines d’usinage multifonctions basées sur des tours ont vu le jour. Ces machines multifonctions peuvent assumer plusieurs procédés, du brochage (usinage de la surface intérieure du cylindre) et du meulage (découpage) au taillage à la fraise-mère, minimisant ainsi les changements d’outil et permettant une meilleure productivité.
2. Principaux types d’engrenages
Les engrenages se déclinent en différentes formes et tailles requérant toutes une machine spécifique pour leur usinage. On peut différencier deux principaux types d’engrenages : les engrenages cylindriques et les engrenages coniques, exigeant respectivement une machine à tailler les engrenages cylindriques et une machine à tailler les engrenages coniques.
Parmi les autres types d’engrenages, citons les engrenages hélicoïdaux, qui présentent une denture en spirale ; les engrenages à crémaillère, qui convertissent un mouvement rotatif en mouvement linéaire ; et les engrenages à vis sans fin, qui transfèrent le mouvement à 90 degrés.
- A
- Pignon
- B
- Crémaillère
- C
- Vis sans fin
- D
- Roue à vis sans fin
3. Procédés d’usinage d’engrenages courants
Pour tailler les dents d’engrenages (taillage à la fraise-mère), les procédés les plus courants sont le taillage par génération et le taillage sans génération.
Le taillage par génération consiste à presser l’outil crémaillère contre le disque pour découper le long de sa circonférence. Ce procédé permet de fabriquer des engrenages de haute précision mais présente un coût relativement élevé. Les pièces de précision peuvent par la suite être finies par meulage ou rodage après découpe des dents. Le taillage par génération est le procédé le plus fréquemment utilisé et repose sur une machine à tailler à la fraise-mère.
Le taillage sans génération exploite une fraiseuse équipée d’un outil de coupe portant la forme de rainure (espace entre les dents) souhaitée. Ce procédé est parfaitement adapté à la production de masse des engrenages, sans machines dédiées.
Il existe également d’autres procédés de fabrication des engrenages, notamment le rabotage pour les engrenages coniques, et des procédés de formage par déformation plastique tels que le forgeage.
Représentation du taillage d’engrenages par génération
- A
- Outil crémaillère
- B
- Direction de déplacement des dents
Représentation du taillage d’engrenages sans génération
Chaque rainure est découpée
à l’aide d’un outil spécifique fixé à la fraiseuse.
4. Machines à tailler les engrenages à commande numérique
Parmi la multitude de machines à tailler les engrenages à commande numérique disponibles, la machine à tailler à la fraise-mère à commande numérique est l’une des plus fréquemment utilisées, en particulier dans l’industrie automobile. De nombreux modèles ont été développés dans une quête de toujours plus de précision et de productivité, optimisant la production.
Parmi les autres machines à tailler les engrenages à commande numérique, citons l’étau-limeur, pour une denture précise ; la machine à rectifier, qui meule des engrenages trempés ; la machine à roder, qui décape la surface des engrenages après trempe ; et la machine à raser, qui finit les engrenages. Ces machines permettent toutes de produire des engrenages de précision.
