Usinage d'un pignon

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yvon29
yvon29
Compagnon
En bois je fais souvent une pièce supplémentaire (enfin plutôt pour les petites pièces :wink:...) mais en métal... c'est toujours le nombre demandé (en hobby bien sur)

Au boulot, on avait fait une pièce si complexe et grande qu'on avait usiné un simulacre en nylon ou autre matière plastique.
On ne voulait surtout pas louper le 1er brut de forge pour le proto !
Ça faisait bien un mètre de diamètre et 600 mm de haut....
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
Chapeau ! C'est le premier mot qui me vient ! J'admire à chaque fois "la belle ouvrage" quel que soit l'auteur (et il y a de quoi faire sur le forum) alors bravo pour la qualité respective de vos reportages et le plaisir des yeux et de la connaissance !

Pour apporter une idée à tester quant à la soudure de courroie, je vous livre une technique perso qui m'a bien rendu service par le passé (montage technologie) : chauffer une lame de scalpel prise dans un support bien rigide, présenter les extrémités à coller à gauche et à droite de la lame, venir toucher simultanément la lame avec les deux extrémités BIEN FACE A FACE, et dès le début de la fusion, glisser vers le bas en appuyant jusqu'à sortir bien face à face toujours (la surface de la courroie doit toujours toucher la lame ou l'autre extrémité de courroie ! jamais dans l'air !), maintenir la pression quelques instants, Si quelqu'un teste avec des courroies du même genre que celle du reportage, ce serait sympa de partager le résultat. Merci d'avance
PG
 
LucienL
LucienL
Apprenti
Pour souder des courroies rondes soudables (vertes), j'utilise un fer à souder (Weller thermorégulé, mais température non notée).
Je le chauffe, je nettoie bien la panne plate et large avec un chiffon de lin ou de coton sec, pour qu'il ne reste pas de trace de métal d'apport (sinon la soudure de courroie ne tient pas).
Je bride le fer sur un support et j'approche chaque extrémité d'un côté de la panne, jusqu'à toucher et appuyer un peu.
Ensuite je fais glisser vers le bout de la panne et je dégage en maintenant les deux bouts en contact et en pression, et je vérifie que l'alignement est correct.
Je maintien sous pression un certain temps (2 à 3 minutes) pour attendre que ça refroidisse.
Un peu plus tard, j'arrase le bourelet par petites passes avec un scalpel bien affuté (lame chirurgicale).
J'ai l'impression que la soudure est meilleure quand le bourelet est assez large (1 ou 2 mm).
J'ai pratiqué qu'une dizaine de fois avec des courroies 6mm, 4mm, 2mm

Avec un outil différent, je rejoins la méthode de Papygraines (faire fondre face à face et faire glisser).

Je note le truc des pinces à linge de Madman qui me semble garantir un meilleur contrôle et me permettra de prendre un café pendant que la soudure refroidit.
Par sécurité ou goût du luxe, je prendrai des pinces en bois :wink:, et peut être un montage à trois pinces, une pour chaque extrémité et la troisième pour rapprocher les deux autres.
 
LCO
LCO
Apprenti
Bravo, magnifique boulot !
Petite question cependant, l'état de surface des ailes était bon ? Parce que tu ne parle pas du polissage.. Moi, j'ai toujours pu trouver dans mes stocks de pignons et d'épave, quitte à replanter un tigeron ^^ Je me suis jamais lancé dans pareille aventure alors respect !
 
jon
jon
Compagnon
Très belle démonstration Pierre. Bravo !
Ce qui est primordial est la stabilité de l'installation. Quand tu dis que tu as taillé dans de l'acier rapide et que tu as des difficultés de glissage du burin à des faibles diamètres, as tu essayé de travailler avec de l'acier de décolletage 20AP ?
Je n'utilise plus que ça maintenant. Si tu en veut un bout pour tester, c'est le jour et la nuit :wink:
Encore bravo.

Amicalement.
 
ZAPJACK
ZAPJACK
Compagnon
Toujours agréable de lire tes reportages! :smt023
J'ai constaté avec la soudure des courroies vertes toriques que la laisser reposer 24H après la soudure rend le joint plus résistant.
Par contre, comment fais-tu pour que le PO de la fraise-module tourne parfaitement rond? Vu l'important porte à faux
Cordialement
LeZap
 
Madman
Madman
Compagnon
@ZAPJACK je mets les courroies à "refroidir" au congélateur à -18°C pendant 2 heures. Mais une vieille courroie ne tient pas.
 
Madman
Madman
Compagnon
@jon Merci pour le tuyau d'acier 20AP. Je vais essayer de trouver cela. Quel est ton fournisseur ?

Dans ma méthode il y a plusieurs points qui ne me satisfont pas.
- détremper et retremper de l'acier tampon peut produire des déformations.
- sortir et rentrer la pièce plusieurs fois dans le collet n'assure pas une concentricité parfaite. Même si j'utilise une cotre pointe. J'ai mesure facilement 4 centièmes de mal-rond. A cette taille minuscule c'est énorme.
- c'est un processus trop gourmand en temps de travail.
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,
sortir et rentrer la pièce plusieurs fois dans le collet n'assure pas une concentricité parfaite. Même si j'utilise une cotre pointe. J'ai mesure facilement 4 centièmes de mal-rond. A cette taille minuscule c'est énorme.
Je suis tout à fait d'accord avec toi.
Même si je taille des engrenages bien plus gros que les tiens, j'évite les défauts de concentricité en exécutant toutes les opérations en une seule prise en pinces ou en mandrin: Tournage de l'ébauche au bon diamètre, taillage des dents, tournage de l'axe et des pivots.

Je peux même de ce fait même prendre la pièce en mandrin 4 mors, et pas en collets côté broche du tour.
De l'autre côté c'est en pointe (voir post#29).

J'ai adapté ma bécane rudimentaire en conséquence.
 
Madman
Madman
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...toutes les opérations en une seule prise en pinces ou en mandrin: Tournage de l'ébauche au bon diamètre, taillage des dents, tournage de l'axe et des pivots...
@SULREN tu travailles bien de l'acier tampon ? Parce que tourner les axes après la taille des ailes va forcément plier les ailes.

Dans l'acier doux ce sont les axes (sans même mentionner les pivots !) qui me posent problème. Je n'arrive pas à descendre en dessous de 0.6mm. A un moment ou un autre le burin passe sous l'axe et c'est fichu ! Dans de l'acier tampon aucun souci, j'arrive à 0.3 sans prendre trop de risques.
Or je ne me vois pas tailler les ailes dans de l'acier tampon. La fraise HSS risque trop de morfler.

Du coup j'imagine une autre approche, dans de l'acier décolletage 2mm, non trempé :
- à l'extrémité libre tourner une pointe conique, prise ensuite dans la contre-pointe,
- tourner le diamètre final du pignon sur toute la longueur de l'ébauche,
- fraiser les dents à la bonne place, sur la longueur et profondeur voulues,
- tronçonner "en pointe" l'extrémité côté collet.
- tremper l'ébauche, + revenu bleu.

A partir de là tous les tournages se feront entre pointes.
- tournage des axes et pignons. En faisant très attention à ne pas plier les sections d'aile à enlever pour former les axes.

A voir si ça marche mieux.

@jon : ton acier 20AP tu le trempes avant finitions sur les pivots ? J'imagine que oui. Pas de déformations observables ?
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
@SULREN tu travailles bien de l'acier tampon ?
Oui je travaille de l'acier tampon tel qu'arrivé de chez Bergeon ... mais en tournage seulement.
Je ne me vois pas du tout tailler des dents dans cet acier.
Il faudrait déjà que je trouve les fraises capables de le faire. Je n'ai que des fraises de petite mécanique (module 0,9 à 0,3), probablement d'origine asiatique, qui ne sont pas de la classe de celles des fournituristes pour l'horlogerie.

Pour faire des outils, comme des fly-cutters à un profil que je taille sur indications de mon logiciel de calcul, j'achète de l'acier d'outillage chez Otelo, à l'état recuit donc facile à usiner et je le trempe ensuite selon les indications précises données par Otelo pour ce type d'acier. Il devient ensuite aussi dur, et probablement plus, que de acier tampon.
Cela n'exclut pas une petite déformation lors de la trempe.
 
yvon29
yvon29
Compagnon
Bonjour


Je n'arrive pas à descendre en dessous de 0.6mm. A

Ça ne serait pas du à la taille du grain ?

Un peu de vulgarisation, en espérant être clair.

Un acier traité présentant une taille de grain plus petite par rapport à un acier non traité où ça peut dépasser le demi mm....
D'où faiblesse par decohesion

J'avais eu un pb lors d'un essai de fatigue où après rupture on s'était aperçu que la taille de grain était plus grande que l'épaisseur de la pièce au mauvais endroit (bien sur :wink:...)

Voici la comparaison des tailles de grain de astm 1 à 8
Screenshot_20210812_112846.jpg

Un acier forgé traité revenu par ex doit être vers 7 ou 8
L'acier doux laminé... 1 ou 2..
 
jon
jon
Compagnon
@jon Merci pour le tuyau d'acier 20AP. Je vais essayer de trouver cela. Quel est ton fournisseur ?

Dans ma méthode il y a plusieurs points qui ne me satisfont pas.
- détremper et retremper de l'acier tampon peut produire des déformations.
- sortir et rentrer la pièce plusieurs fois dans le collet n'assure pas une concentricité parfaite. Même si j'utilise une cotre pointe. J'ai mesure facilement 4 centièmes de mal-rond. A cette taille minuscule c'est énorme.
- c'est un processus trop gourmand en temps de travail.
Tu peux en trouver ici:
Perso, j'ai récupéré pas mal de barreaux tout diamètres et j'ai de quoi faire :)
@jon : ton acier 20AP tu le trempes avant finitions sur les pivots ? J'imagine que oui. Pas de déformations observables ?
Oui il est trempé avant finitions à la meule carbure pour les pivots.

Perso, je fais le décolletage du pignon en une fois de façon à être parfaitement concentrique, j'en fais plusieurs car généralement les deux premiers sont sacrifiées pour caler la fraise module. Je rectifie le tir à l'aide du microscope de centrage, ce qui est vraiment bien pratique.
Lorsque le premier pignon est terminé, vérification par le dessus à l'aide de la bino avec projection du plan sur le pc (ça fait office de projecteur de profil bricolé serte mais fonctionnel :) ) Ensuite trempe, pivotage (de mémoire tu es bien équipé de ce coté la avec la pivofix)
et enfin polissage au bois.
Dernier point, j'ai la chance de pouvoir tourner assez vite avec le SV et pour de très petits diamètres, c'st vraiment très pratique.
Encore bravo Pierre pour ta réalisation.

Amicalement.
 
SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,
@Madman ,
Je regarde avec beaucoup d’intérêt, comme d’autres membres semble t’il, tes reportages de descente dans l’infiniment petit de l’usinage, alors que je n’ai pas vocation à le faire, parce que :
- Je ne suis qu’un amateur en usinage.
- Je ne suis qu’un amateur en horlogerie et d’autre part je me cantonne dans la pendulerie, alors que tu es à l’aise dans les montres et les chronographes.
Mais même si nous n’intervenons pas à la même échelle, les questions que tu as posées ici m’intéressent aussi.

Dans l'acier doux ce sont les axes (sans même mentionner les pivots !) qui me posent problème. Je n'arrive pas à descendre en dessous de 0.6mm. A un moment ou un autre le burin passe sous l'axe et c'est fichu ! Dans de l'acier tampon aucun souci, j'arrive à 0.3 sans prendre trop de risques.

Du coup j'imagine une autre approche, dans de l'acier décolletage 2mm, non trempé :
Oui l’acier tampon se tourne très bien. J’ai réussi à descendre près du 1/10 de mm.

Acier Tampon.jpg


La corde à piano aussi. On doit pouvoir descendre facilement à 3/10 mm.


Corde Piano.jpg


Mais comme tu l’as dit il faut mieux faire les ébauches de pignon en acier moins dur et le tremper après taillage des dents.

@jon
qui est un pro de l’horlogerie propose le 20AP , acier de décolletage trempant, très utilisé en horlogerie……et aussi dans l’automobile.
J’ai découvert cet acier en 2011 sur le forum Horlogerie Suisse, ici :
http://forum.horlogerie-suisse.com/viewtopic.php?f=2&t=15035
Il est livré en résistance à la traction de 600 à 1000 N/mm2 selon le diamètre, donc mi dur.:
Après trempe vers 800 °C on peut semble t’il atteindre en dureté jusqu’à 66 HRC, si trempé dur dans un bain froid.

Mais comme je me fournis souvent chez Otelo pour des outils, je leur prends en même temps leurs barres rectifiées :
https://www.otelo.fr/catalogue/barres-cylindriques-rectifiees-polies/otmt-1380716567046-skg.html
Cet acier, le 115C21 au chrome (appelé Crusader) est livré en 750 à 950 N/mm2 et atteint 66 HRC après trempe.

EDIT:
Le 20 AP est un acier non allié, juste à 1% de carbone avec 0,2% de plomb pour l'usinabilité. Il est très apprécié des horlogers et doit bien convenir pour un pignon.
Le 115C21 contient plus de carbone (1,15 à 1,20 %) mais est un acier allié: avec silicium, manganèse, soufre, mais surtout 0,35 à 0,45% de chrome. Une fois trempé il doit être bien plus résistant et c'est pourquoi il est utilisé pour fabriquer des arbres ou des outils (et peut être plus adapté à un pignon .... de moto :-D).
Mais il est peut-être moins facilement usinable à l'état recuit que le 20AP. Je vais essayer de l'attaquer à la fraise HSS pour voir.
 
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E
enguerland91
Compagnon
Juste une remarque en passant : le montage du mandrin sur la photo de la machine ci-dessus, est "inattendu"
 
P
Precis84
Compagnon
@Precis84 je vais mesurer ça, merci pour l'idée !
Clic droit "enregistrer sous" volontairement désactivé.
Salut Pierre
J'ai supprimer mon message pour éviter que la discussion parte dans
tout les sens .
 
vieuxfraiseur
vieuxfraiseur
Compagnon
:smt038 bonjour,

il faut travailler sous binoculaire , vu la petitesse des pièces ...
 
SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,

Juste une remarque en passant : le montage du mandrin sur la photo de la machine ci-dessus, est "inattendu"
Si tu parles du post#47 Je te répondrai dans une discussion que je vais ouvrir au sujet du micro-tournage sur de l'acier à ferrer les ânes.
Je ne veux pas "polluer" l'excellent reportage de Madman avec ma bécane faite maison, protéiforme, multifonctions, pouvant porter plusieurs sortes de plateaux, mandrins, pinces américaines.
 
SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,
Pour refaire ce pignon @Madman a:
- Mesuré son diamètre extérieur: 1,24 mm
- Calculé le module: 0,155
- Considéré qu'il s'agissait d'une denture normalisée, par exemple la NHS 56703
- Acheté cher Thornton UK la fraise pour 6 dents, à ce module (coût je suppose approchant les 100€ frais de port compris)

C'est ce qu'il y avait de mieux à faire.
Restaient bien sûr les difficultés de taille de l'ébauche, de positionnement de la fraise, de trempe, etc, comme il l'a bien illustré.

Si pour une raison quelconque il n'avait pas pu obtenir cette fraise, il aurait eu une difficulté supplémentaire: celle de devoir tailler un Fly-cutter (ou grain pour les puristes).
Dans le principe ce n'est pas difficile, en pratique c'est très long (and time is money), et surtout:
Il faut avoir des burins capables de faire des passes de 1/100 mm..... ce qui rejoint une autre discussion ouverte récemment. :wink:


Fly cutter.jpg


J'en ai présenté un exemple lors de ma première intervention sur ce forum, en 2009, il y a 11 ans.
(Il faut aller en bas de page dans la discussion).

C'était sur du "très gros", du module 0,68, quatre fois plus gros que celui du pignon de Madman montré ici.

 
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jdg
jdg
Compagnon
C'est ce qu'il y avait de mieux à faire.
Bonjour,

Non désolé mais je ne partage pas votre avis.
Nous sommes dans de l’horlogerie ancienne non normalisée et pour déterminer le module il faut tenir compte des tables de Grossman et Jacquet.
Il fallait, soit acheter une « fraise sur-mesure » soit fabriquer cette dernière : Fly cutter à quatre dents de préférence.
Les fraises du commerce sont totalement imprécises d’où les problèmes du début…
 
SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,
Non désolé mais je ne partage pas votre avis.
J'ai bien pris la précaution d'écrire:
"Madman a considéré qu'il s'agissait d'une denture normalisée, par exemple la NHS 56703", ce qui signifie aussi quelle aurait pu être non normalisé mais s'approcher suffisamment d'une norme pour l'assimiler à elle.
Et dans ce cas je pense qu'il valait mieux acheter une fraise toute faite à ce profil plutôt que de façonner un fly-cutter.

Mais seul celui qui avait tous les éléments sous les yeux pouvait prendre cette décision, et je n'ai pas à juger son choix.
Par ailleurs, ne ne sais pas sous quelle charge travaille ce pignon et si une certaine approximation de profil n'est pas acceptable.
Par exemple, à un moment du reportage Madman dit que le diamètre n'est pas tout à fait le même, mais que cela n'est pas gênant.

En ce qui me concerne:
Je ne fais pas dans la montre et je n'aurais donc jamais tenté de tailler ce pignon, que ce soit pas fraise ou par fly-cutter.
Mais en pendulerie ancienne (profil non normalisé) il m'est arrivé de retailler des roues et j'ai choisi la solution du fly-cutter.
-1) La première solution, si on a un modèle de denture, est celle que les horlogers nous ont montrée souvent sur les forums:
Façonnage d'un fly-cutter dans un barreau cylindrique, par tâtonnements et le comparant au creux entre deux dents jusqu'à le juger suffisamment précis. Fraiser ensuite à mi-diamètre. En voici un exemple pris sur forum:

Fly_cutterCylindrique.jpg


-2) J'ai une autre solution (toujours sur du gros):
a) Prendre une photo de deux dents survivantes de la roue abîmée ou d'une roue identique.
b) Utilisation d'un logiciel de digitalisation de profil que j'ai créé pour analyser cette photo , relever le profil exact et déterminer les ordres à appliquer ensuite sur les chariots de mon petit tour conventionnel pour tailler, non pas un fly-cutter dans un barreau cylindrique, mais un fly-cutter à profil constant détalonné.

Profil Constant.JPG


Voici une image de qui apparait sur l'écran dans un cas concret.....et une hypothèse de photo sur le pignon de Madman.

Digitalisation.jpg
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
Re,
Sauf erreur de ma part, Thornton fait ses fraises au profil British Standard 978 Part 2 qui date de 1952, évidemment bien après la création de la C.G. Hahn N°725, mais plus proche des profils ogivaux anciens que ne le sont les normes récentes.
J'ai recherché des photos de roues et pignons de C.G. Hahn, mais elles ne sont pas prises de face, et il ne m'a pas été possible de les superposer au BS 978 pour voir les écarts.
A l'oeil on trouve bien sûr une grande ressemblance, mais c'est insuffisant pour juger de ce que donnerait l'engrènement de l'un sur l'autre.

Par contre l'exercice peut être fait en ayant la "bête" en mains.
 
SULREN
SULREN
Compagnon
Bonjour,
Salut Claude. Tu proposes la NIHS 20-02, mais C.G. Hahn ne pouvait pas connaître les normes actuelles.
Si pour des raisons pratiques et fort compréhensibles, on veut utiliser une fraise disponible sur le marché, aux normes actuelles, plutôt que de s'embarquer dans du sur mesure hors de prix ou dans la réalisation d'un fly-cutter "hasardeux", laquelle choisir?

TousLesProfils.jpg

(photo postée il y a des lustres sur le forum Horlogerie Suisse par l'un de ses membres)

J'exclurais, sans risque de me faire contredire: la développante. :-D
La seule fraise disponible est peut-être la Thornton (en NHS 56703 C, semble t'il, mais à vérifier).
 
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