Le taillage d'engrenages est l'une des méthodes de génération courantes dans l'usinage des engrenages. Il coupe les engrenages avec des profils de dents en développante en simulant le mouvement d'engrènement entre une fraise-mère et la pièce. Le principe de base est d'utiliser le rapport de transmission strict entre la fraise-mère (un engrenage avec des arêtes de coupe) et la pièce (l'engrenage à usiner). Grâce à la coupe alternative et au mouvement de génération, le profil de la dent d'engrenage se forme progressivement. Ci-dessous, nous l'introduirons à partir d'aspects tels que le principe de fonctionnement, les caractéristiques du processus, l'équipement et les outils, et le champ d'application.

1. Concepts et principes de base

L'essence du taillage d'engrenages est d'utiliser directement le principe d'engrènement d'une paire d'engrenages pour la génération de l'usinage des engrenages. La fraise-mère est équivalente à un engrenage menant, avec des arêtes de coupe (angle de dépouille et angle de dégagement) sur sa surface de dent ; la pièce est équivalente à un engrenage mené, maintenant un rapport de transmission de i = z₁/z₂ avec la fraise-mère (où z₁ est le nombre de dents de la pièce et z₂ est le nombre de dents de la fraise-mère). La fraise-mère effectue un mouvement linéaire alternatif de haut en bas (mouvement principal), tout en tournant relativement avec la pièce (mouvement de génération). Les arêtes de coupe coupent progressivement le métal dans l'espace de la dent de la pièce, et forment finalement un profil de dent en développante conjugué au profil de la dent de la fraise-mère.
Le taillage d'engrenages implique principalement quatre mouvements coordonnés pour assurer la précision du profil de la dent et l'efficacité de l'usinage :

Mouvement principal : Le mouvement linéaire alternatif de haut en bas de la fraise-mère le long de son axe (la course de coupe est vers le bas et la course de retour est vers le haut). C'est le mouvement principal pour la coupe du métal, et sa vitesse est exprimée par le nombre de courses par minute (par exemple, 100-1000 courses/minute).
Mouvement de génération : Le mouvement de rotation relatif entre la fraise-mère et la pièce, maintenant un rapport de transmission strict (i = z₁/z₂), qui est utilisé pour générer le profil de dent en développante. En tant que mouvement central du taillage d'engrenages, il détermine directement la précision du profil de la dent.
Mouvement d'avance radiale : Le mouvement radial lent de la fraise-mère le long de la pièce jusqu'à ce qu'elle coupe dans la pièce jusqu'à la profondeur de dent spécifiée (hauteur totale de la dent). La vitesse d'avance radiale est généralement exprimée par le mouvement radial par course (par exemple, 0,01-0,1 mm/course).
Mouvement de retrait de l'outil : Lorsque la fraise-mère se déplace vers le haut pendant la course de retour, la pièce effectue un léger mouvement radial (par exemple, 0,1-0,2 mm) pour empêcher le flanc de la fraise-mère de rayer la surface de la dent usinée et assurer la qualité de la surface de la dent.

(Remarque : Le schéma de principe du taillage d'engrenages mentionné dans le texte original n'est pas fourni ici en raison de limitations de format. Pour référence, veuillez vous référer aux schémas pertinents dans l'article WeChat original.)

2. Caractéristiques du processus de taillage d'engrenages
Petit jeu de retrait de l'outil

La fraise-mère ne nécessite qu'un petit jeu de retrait de l'outil à la fin de la coupe ou de la course, ce qui la rend adaptée à l'usinage des profils de dents proches de l'épaulement de l'arbre.

Convient à l'usinage d'engrenages complexes

Il peut usiner des jeux d'engrenages que le taillage à la fraise-mère ne peut pas gérer en raison d'un jeu de retrait de l'outil insuffisant.
Il peut usiner des engrenages hélicoïdaux doubles avec des espaces extrêmement étroits entre les hélices, et peut même produire des profils de dents hélicoïdales doubles « continues ».

Exigences en matière de conception et de serrage
Conception de la rainure de retrait de l'outil

Une rainure de retrait de l'outil avec la même profondeur que la profondeur de la dent doit être usinée à l'extrémité de la largeur de la dent. Les valeurs de largeur spécifiques sont indiquées dans le tableau suivant :

Module (mm) Engrenage droit (mm) Engrenage hélicoïdal 15° (mm) Engrenage hélicoïdal 23° (mm)
1.0 5.0 6.0 6.5
1.8 5.0 6.5 7.0
2.5 5.5 7.2 8.0
4.0 6.5 7.2 8.0
6.0 7.2 9.0 9.5

Méthode de serrage

Les pièces sont difficiles à serrer et à usiner entre les centres, donc au moins une extrémité doit être fixée par un dispositif ou un mandrin. Les pièces d'engrenage avec une longue extension d'arbre peuvent être supportées par un centre supérieur ou un contre-pointe, et le long arbre à l'extrémité inférieure peut être logé à travers le trou de la base de la machine ou la rainure de fondation.

Comparaison des avantages et des inconvénients entre le taillage d'engrenages et le taillage à la fraise-mère

Élément de comparaison Taillage d'engrenages Taillage à la fraise-mère
Impact d'entrée/sortie de coupe A un impact Pas d'impact
Nombre d'enveloppes de profil de dent Le nombre de lignes d'enveloppe du profil de dent peut être ajusté (en ajustant le nombre de courses par minute et la vitesse d'avance circonférentielle), ce qui se traduit par une meilleure précision du profil de dent. Le nombre de lignes d'enveloppe est limité, et la précision du profil de dent est légèrement moins bonne.
Force d'inertie du mouvement de la broche de l'outil Partie affectée par la force d'inertie car la broche de l'outil effectue un mouvement alternatif. Non affectée par la force d'inertie
Temps mort Il y a un temps mort pour chaque mouvement alternatif de la fraise-mère. Pas de temps mort
Types d'engrenages usinés En plus des engrenages cylindriques externes, il peut également usiner des engrenages internes, des engrenages en chevrons et des engrenages doubles ou multiples avec des dents adjacentes proches les unes des autres. Ne peut pas usiner les engrenages internes et les engrenages multiples avec des dents adjacentes proches les unes des autres.
Outils et guides spéciaux pour l'usinage des engrenages cylindriques hélicoïdaux Des fraises-mères spéciales et des guides de broche de taillage d'engrenages correspondants doivent être conçus pour l'usinage des engrenages hélicoïdaux. Aucun outil et accessoire spécial n'est requis pour l'usinage des engrenages hélicoïdaux.
Précision Meilleure précision du profil de dent, précision d'orientation de la dent légèrement moins bonne Meilleure précision du pas, précision du profil de dent légèrement moins bonne

3. Équipement et outils
Équipement

Machines de taillage d'engrenages ordinaires : Telles que la machine de taillage d'engrenages Y5120, qui peut usiner des engrenages d'un diamètre de ≤200 mm. Elle convient à la production d'engrenages cylindriques internes et externes en production unitaire, en petite série et en série, et la précision des engrenages applicable est de grade 6-7.
Machines de taillage d'engrenages CNC : Dérivées des modèles ordinaires équipés d'un système CNC. Leurs mouvements principaux sont équipés d'un système de commande numérique par ordinateur, qui peut réaliser une liaison multi-axes et des mouvements indépendants de chaque axe.

Outils
Classification par forme d'outil

Fraises-mères de type disque : Le type le plus couramment utilisé, utilisé pour l'usinage des engrenages cylindriques droits et hélicoïdaux internes et externes.
Fraises-mères de type bol : La partie de serrage est en forme de bol, principalement utilisée pour l'usinage de plusieurs engrenages et d'engrenages avec des épaulements.
Fraises-mères à queue conique : Principalement utilisées pour l'usinage des engrenages internes, avec un petit diamètre d'arbre.

(Remarque : Les images des fraises-mères de type disque, de type bol et à queue conique mentionnées dans le texte original ne sont pas fournies ici en raison de limitations de format. Pour référence, veuillez vous référer aux images pertinentes dans l'article WeChat original.)

Classification par matériau

Elles sont généralement fabriquées en acier rapide (W18Cr4V) ou en carbure cémenté (YG8, YT15). Les fraises-mères en carbure cémenté conviennent à l'usinage à grande vitesse et peuvent améliorer l'efficacité.

4. Scénarios d'application

Le taillage d'engrenages est principalement utilisé pour l'usinage d'engrenages de précision moyenne et élevée, en particulier dans les cas suivants :

Engrenages internes : Tels que la couronne dentée interne dans les réducteurs planétaires.
Engrenages multiples : Tels que les engrenages doubles et triples dans les boîtes de vitesses.
Engrenages à petit module (m ≤ 5 mm) : Tels que les engrenages d'instruments et les engrenages d'horlogerie.
Engrenages avec des exigences de précision de profil de dent élevées (grade IT7-IT8) : Tels que les engrenages de broche de machine-outil et les engrenages de servomoteur.
Dents cannelées avec dépouille arrière : Par exemple, les dents à dépouille arrière des synchroniseurs ou des manchons de changement de vitesse dans les boîtes de vitesses automobiles.