<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour frapper à la presse des pièces présentant un trou axial et un profil déterminé.
Quand on veut frapper à la presse des pièces présentant un trou axial et un profil déterminé, on utilise un flan ou une pièce annulaire d'épaisseur appropriée que l'on introduit dans une matrice de forme correspondant au profil extérieur de la pièce à obtenir et l'on refoule le métal dans la matrice au moyen d'un poinçon d'une forme correspondant'au profil intérieur de la dite pièce.
Le poinçon vers la fin de sa course, au moment du coup de presse, vient se loger dans l'ouverture inférieure de la cavité axiale de la pièce annulaire et sort généralement d'une certaine longueur hors de la pièce. La matière refoulée par le poinçon tend à filer le long des parois dudit poinçon et à s'écouler par l'orifice inférieur de la matrice et l'ouverturede la cavité qui ne se trouve obturée qu'à la fin du coup de presse, ce qui occasionne une perte de matière et produit des bavures qui nécessitent une rectification.
<Desc/Clms Page number 2>
La présente intention a pour but principal de créer un dispositif évitant cet inconvénient.
Dans ce dispositif, le poinçon à sa descente vient s'ajuster par son extrémité inférieure sur l'extrémité supérieure d'un mandrin disposé dans l'axe de la pièce annulaireà fre er et qui prolonge le ditFeingon en passant par le trou inférieur de ladite Eièce annulaire qu'il remplit exactement, ledit ..marin étant supporté par un dispositif élastique qui lui permet d'être .ce- poussé vers le bas à la descente du poinçon.
L'ouverture inférieure de la cavité axiale est insi obturée dès le début et l'on n'a plus à crsindre une fuite de métal par ladite ouverture, en tous cas cette fuite se trouve recuite à un minimum négligeable qui peut être rendu aussi petit que possible.
En outre, rajustement du poinçon sur l'extrémité supérieure du mandrin, qui peut être d'ailleurs assuré par des moyens partieuliers, empêche, au moins à la fin de la course, ledit .oinon de se gauchir ou de dévier, ce qui évite des frappes affectueuses et une détérioration de cet organe.
On conçoit que ce dispositif, en même temps eu'il évite une perte de matière, permet, quelle que soit la force du coup de presse,(obtenir un matriçage parfait et aussi d'éviter une usure rapide du poinçon.
Ce dispositif s'applique à tous genres de presses et à la fabrication de toutes pièces présentant un trou axisl et un profil déterminé, quelle que soit la forme de ces pièces, et permet de les obtenir très propres, sans bavures, même avec un seul coup de presse et quelle que soit également la nature du :::étal. Il con- vient ainsi particulièrement à la fabrication en grande série de pièces d'un profil complexe.
L'invention peut être réalisée de manières différentes et la description qui suit se rapporte deux formes d'exécution prinoi- pales.
Dans le dessin annexé donné à simple titre d'exemple : @
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 1 est une coupe verticale axiale du dispositif sui- vent, une première forme d'exécution et dans laquelle le poinçon est représenté dans sa position supérieure avant d'être venu s'ajuster par son extrémité sur le mandrin.
La fig. 2 est une coupe verticale axiale analogue à la précédante mais dans laquelle les pièces 'sont représentées à la fin du coup de presse.
Les fig. 3 et 4 représentent suivant des coupes verticales axiales analogues respectivement aux fig. 1 et fig. 2 un dispositif selon une deuxième forme d'exécution.
Dans les exemples du dessin on a supposé que l'on désirait obtenir par matrigagp une pièce de forme spéciale assez complexe, telle que celle servant de-pièce extérieure dans certains écrous de sécurité et dont le profil intérieur comporte une portée conique suivie d'une paroi verticale par exemple hexagonale, ladite pièce présentant elle-même à la partie supérieure une collerette et à la partie inférieure une embase sur sa paroi extérieure.
On a supposé également que pour obtenir cette pièce on partait d'une pièce annulaire cylindrique qui peut consister en un bout de tube coupé à longueur voulue et présentant les dimensions requises en fonction de la pièce-matricée à fabriquer. Cette pièce annulaire visible en 1 à la fig. 1 peut éventuellement avoir été fraisée, à son ouverture supérieure, de manière à présenter un léger biseau intérieur comme on le voit nettement sur la figure, ce qui facilite. l'opération de frappe. Mais ceci n'est pas obligatoire.
A l'exemple des fig. 1 et 2 la pièce annulaire 1 se place dans la matrice 2 maintenue dans le bloc-3 d'outillage monté sur une presse de type quelconque, cette.matrice présentant le profil intérieur voulu ( fig. 1).
Le poinçon 4 fixé à l'extrémité d'une tige 5, mobile à la manière connue dans un guidage 6 présente en section verticale la
<Desc/Clms Page number 4>
forme néeessaire pour donner à la pièce le profil intérieur deairé, cette forme du poinçon et celle de le pièce Einie ressortant nettement du dessin (fig. 2) sans qu'il soit utile d'insiader puicque ce porfil n'a aucune importance au ;¯oint de vue de l'invention.
Dans l'axe du poison est disposé un mandrin cylindrique 7 d'un diamètre correspondant au diamètre de le face ::le bout du Loinqon qui est égal à celui de l'ouverture inférieure de la cavité axiale de la ièce annulaire, ledit mandrin ..'emplissant exactement cette ouverture maispouvant s'y déplacer à frottement doux.
Le mandrin n'émerge à l'intérieur de la matrice que d'une laible longueur par l'ouverturede la cavité axiale de le pièce annulaire 1, tandis que vers le bas il se prolonge au delà du bloc d'outilla- ge 3 dans le bâti 8 de cet outillage où son extrémité inférieure
9 se déplace dans une pièce de guidage 10,un ressort à boudin 11, qui prend appui sur un épaulèrent du guidage 10 et sur un collet l2 du mandrin, tendant constamment à repousser vers le haut ce.
danurin dans sa position supérieure où son collet s'applique contre la face inférieure du porte-enclume 3'. Ce collet limite la montée du mandrin de telle manière que ce dernier fasse saillie seulement d'une faible quantité dans la pièce annulaire, comme on l'a dit ci-dessus et comme cela se voit nettement fig. 1. Le poinçon lui- même, lorsqu'il est en haut de sa course dans sa position de repart, ne se trouve pas en contact avec l'extrémité supérieure du mandrin, un vide assez grand subsistant entre cette extrémité et celle au poinçon, cornue on le voit à la fig. 1.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
Quand on a placé la pièce annulaire 1 dans la matrice (fig.1), le poinçon étant en haut de sa course et le mandrin arrêté par le contât de son collet avec le porte-enclume, le machine se trouve prête à fonctionner. On donne le coup de presse avec la puissance nécessaire suivant la nature et la résistance du métal à friper pour obtenir la pièce désirée par exemple en une seule passe.
Le
<Desc/Clms Page number 5>
poincon refoule le métal dans la cavité intérieure de la matrice et, un peu avant la. fin de sa course descendante, vient s'ajuster par son extrémité inférieure sur l'extrémité supérieure du man- drin qu'il repousse vers le bas, en comprimant le ressort à bou- din 11, jusqu'à ce qu'il vienne lui-même passer par l'ouverture inférieure axiale où il se substitue au mandrin (fig. 2) . La pièce annulaire frappée a pris la forme montrée fig. 2'. La pièce ainsi obtenue est alors évacuée, le ressort 11 fait remonter le mandrin et l'on peut introduire une nouvelle pièce annulaire dans la ma- trice.
Comme on s'en rend compte, l'ouverture axiale inférieure étant obturée dès le début de la descente du poinçon et le restant jusqu'à la ïin de la frappe, aucune portion de matière ne peut s'écouler par ladite ouverture, ce qui évite les inconvénients si- nalés plus haut pour les dispositifs existants.
Dans le cas tout à fait particulier choisi pour le dessin et dans lequel,la partie supérieure du poinçon est d'un diamètre extérieur légèrement plus petit que le diamètre intérieur de la matrice 2, une petite quantité de métal file vers le haut dans l'é- troit intervalle ainsi laissé libre pour former la collerette de la pièce matricée. Cette fuite de matière voulue ne représente pas un inconvénient, tout au contraire une nécessité puisqu'elle sert à former un élément de la pièce finie et qu'elle ne se pro- duirait pas si le poinçon remplissait complètement la région cor- respondante de la matrice. Cette particularité ne s'applique d'ailleurs qu'au cas particulier de la pièce complexe choisie pour la description et n'intervient' nullement pour 1'invention.
On doit enfin attirer l'attention sur le fait que le poinçon venant s'appuyer à la fin de course sur la pièce bien centrée et guidée que représente le mandrin, se trouve empêché dans une large mesure de se gauchir'où de dévier ce qui l'empêche d'être soumis à des efforts de cisaillement ou de laminage dans l'ouverture axiale.inférieure. On évite ainsi, comme cela se produit souvent dans les dispositifs cornus non seulement une détérioration ou même une rupture du poinçon surtout si les coups de presse sont vio @
<Desc/Clms Page number 6>
lents,mais aussi des défectuosités dans la conformation des pièces.
D'ailleurs pour augmenter cet effet de .guidage du poincon on peut employer un dispositif de téton et d'encoche, solidarisant de manière complète le poinçon et le mandrin, comme celui décrit
EMI6.1
plus loin en regard des fig. 3 et 4 se rapportant à la seconde forme d'exécution. Un certain jeu peut avantageusement être laisse
EMI6.2
dans le fonctionnement de ce système téton et encoche 1-out face- liter l'engagement de ces deux éléments.
Ee dispositif qui fait l'objet de ce deuxième exemple compor-
EMI6.3
te les mêmes éléments que :Le précèdent et fonctioniie dans son en- semble de le même manière. Les pièces ont d'ailleurs été indiquées dans les figures 3 et 4 par les mêmes lettres de référence que
EMI6.4
znzz les pièces correspondantes des fin. 1 et 2. Les différences essentielles de cette forme d'exécution avec la r.eimiél e consis- tent dans les points suivants.
D'une part, le poinçon 4 est plus court et sa longueur est telle que, arrivé à fin de course, c'est-à-dire dans la position
EMI6.5
de la figure 4 ou la pièce est -frappée, sa face inférieure 5' arrê- te au niveau de l' ouverture axiale inférieure et ne fasse pas sail-
EMI6.6
lie hors de la é.-ièce matricée , comme le montre clairement cette figure. D'autre part, le mandrin est plus long et au repos monte plus haut à l'intérieur de la matrice de telle sorte pue le contact avec le poinçon se produit beaucoup plus tôt,en fait peu a-
EMI6.7
près le commencement (le le. course.
Enfin lâ< solioarisation uu oin- con et du mandrin est assurée et maintenue de mani-re certaine par
EMI6.8
.jn téton 13 ue comporte l'extrémité infer-'eure du poinçon et une encoche 14 ménagée dans l'extrémité supérieure du mandrin et dans laquelle on engage ledit téton 13 en faisant descend lentement le poincon avant que l'on donne le coup de presse.
Avec cette exposition, le mandrin se substitue entièrement
EMI6.9
dans l'ouvertu-'e axiale inférieure au poinçon qui n'y ';er:è'cre pas et le frottement ainsi que tous les efforts transversaux qui ed-
EMI6.10
vent prendre naissance sont reportés sur ce mandrin qui reprnte
<Desc/Clms Page number 7>
unepièce beaucoup moins coûteuse que le poinçon. En outre, le poinçon et le'mandrin étant en fait solidarisés dès le début de la course, le poinçon se trouve guidé pendant toute cette courser
Naturellement, au lieu d'un bout de tube comme pièce d'origine on peut prendre toute pièce annulaire quelconque appropriée et l'on peut frapper, en choisissant cette dernier, n'importe quel élément mécanique ou autre de la forme que l'on désire.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites ci-dessus et l'on peut en modifier les détails.
L'invention vise également les pièces mécaniques ou autres articles de forme quelconque frappés à l'aide du présent dispositif.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for striking with the press parts having an axial hole and a determined profile.
When we want to press parts with an axial hole and a determined profile, we use a blank or an annular part of suitable thickness which is introduced into a die of shape corresponding to the external profile of the part to be obtained and the metal is pushed back into the die by means of a punch of a shape corresponding to the interior profile of said part.
The punch towards the end of its stroke, at the time of the press stroke, is received in the lower opening of the axial cavity of the annular part and generally comes out a certain length from the part. The material forced by the punch tends to spin along the walls of said punch and to flow through the lower orifice of the die and the opening of the cavity which is only closed off at the end of the press stroke, this which causes a loss of material and produces burrs which require rectification.
<Desc / Clms Page number 2>
The main purpose of the present intention is to create a device avoiding this drawback.
In this device, the punch on its descent comes to fit by its lower end on the upper end of a mandrel disposed in the axis of the annular part to be freed and which extends the saidFeingon passing through the lower hole of said Annular piece which it fills exactly, said ..marin being supported by an elastic device which allows it to be .ce- pushed downwards on the descent of the punch.
The lower opening of the axial cavity is insi closed from the start and there is no longer any need for a metal leakage through said opening, in any case this leakage is annealed to a negligible minimum which can be made as small. as possible.
In addition, adjustment of the punch on the upper end of the mandrel, which can moreover be ensured by special means, prevents, at least at the end of the stroke, said .oinon from warping or deviating, which prevents affectionate strikes and deterioration of this organ.
It will be appreciated that this device, at the same time eu'il avoids a loss of material, makes it possible, whatever the force of the press stroke, (to obtain perfect die-forging and also to avoid rapid wear of the punch.
This device applies to all types of presses and to the manufacture of all parts having an axial hole and a determined profile, whatever the shape of these parts, and makes it possible to obtain them very clean, without burrs, even with a single press stroke and whatever the nature of the ::: stall. It is therefore particularly suitable for the mass production of parts with a complex profile.
The invention can be implemented in different ways and the following description relates to two main embodiments.
In the attached drawing, given by way of example: @
<Desc / Clms Page number 3>
Fig. 1 is an axial vertical section of the following device, a first embodiment and in which the punch is shown in its upper position before having come to fit by its end on the mandrel.
Fig. 2 is an axial vertical section similar to the previous one but in which the parts' are shown at the end of the press stroke.
Figs. 3 and 4 represent axial vertical sections similar respectively to FIGS. 1 and fig. 2 a device according to a second embodiment.
In the examples of the drawing it has been assumed that it is desired to obtain by matrigagp a fairly complex special shaped part, such as the one serving as an external part in certain safety nuts and whose internal profile has a conical seat followed by a vertical wall, for example hexagonal, said part itself having a collar at the upper part and at the lower part a base on its outer wall.
It was also assumed that to obtain this part we started with a cylindrical annular part which may consist of a piece of tube cut to the desired length and having the required dimensions according to the die-forged part to be manufactured. This annular part visible at 1 in FIG. 1 may optionally have been milled, at its upper opening, so as to present a slight internal bevel as can be seen clearly in the figure, which facilitates. the typing operation. But this is not compulsory.
Following the example of fig. 1 and 2 the annular part 1 is placed in the die 2 held in the tool block-3 mounted on any type of press, this matrix having the desired internal profile (fig. 1).
The punch 4 fixed to the end of a rod 5, movable in the known manner in a guide 6 has in vertical section the
<Desc / Clms Page number 4>
necessary shape to give the part the interior profile of the aired, this shape of the punch and that of the Einie part clearly emerging from the drawing (fig. 2) without it being useful to insider since this porfil has no importance; ¯ point of view of the invention.
In the axis of the poison is disposed a cylindrical mandrel 7 with a diameter corresponding to the diameter of the face :: the end of the Loinqon which is equal to that of the lower opening of the axial cavity of the annular part, said mandrel. .''filling exactly this opening but being able to move there with gentle friction.
The mandrel only emerges inside the die of a short length through the opening of the axial cavity of the annular part 1, while downwards it extends beyond the tool block 3 into. the frame 8 of this tool where its lower end
9 moves in a guide piece 10, a coil spring 11, which bears on a shoulder of the guide 10 and on a collar 12 of the mandrel, constantly tending to push up this.
danurin in its upper position where its collar rests against the underside of the anvil holder 3 '. This collar limits the rise of the mandrel in such a way that the latter protrudes only a small amount into the annular part, as has been said above and as clearly seen in FIG. 1. The punch itself, when it is at the top of its travel in its starting position, is not in contact with the upper end of the mandrel, a sufficiently large gap remaining between this end and that of the punch, retort can be seen in fig. 1.
The operation of this device is as follows:
When the annular part 1 has been placed in the die (fig. 1), the punch being at the top of its travel and the mandrel stopped by the contât of its collar with the anvil holder, the machine is ready to operate. The press stroke is given with the necessary power depending on the nature and the resistance of the metal to be fried to obtain the desired part, for example in a single pass.
The
<Desc / Clms Page number 5>
punch forces the metal back into the interior cavity of the die and, a little before the. end of its downward stroke, is adjusted by its lower end on the upper end of the chuck which it pushes downwards, compressing the coil spring 11, until it comes to it. -even pass through the lower axial opening where it replaces the mandrel (fig. 2). The annular coin struck took the form shown in fig. 2 '. The part thus obtained is then evacuated, the spring 11 causes the mandrel to rise and a new annular part can be introduced into the die.
As can be seen, the lower axial opening being closed from the start of the descent of the punch and the remainder until the end of the strike, no portion of material can flow through said opening, which avoids the drawbacks mentioned above for existing devices.
In the very special case chosen for the design and in which the upper part of the punch is of a slightly smaller outside diameter than the inside diameter of die 2, a small amount of metal spins upwards through the die. A narrow gap thus left free to form the collar of the stamped part. This desired material leakage does not represent a disadvantage, quite the contrary a necessity since it serves to form an element of the finished part and would not occur if the punch completely filled the corresponding region of the part. matrix. This particularity applies moreover only to the particular case of the complex part chosen for the description and is in no way relevant to the invention.
Finally, attention should be drawn to the fact that the punch coming to rest at the end of its stroke on the well centered and guided part represented by the mandrel, is to a large extent prevented from warping or deviating which prevents it from being subjected to shearing or rolling forces in the lower axial opening. This avoids, as often happens in horned devices, not only a deterioration or even a breakage of the punch, especially if the press strokes are violent.
<Desc / Clms Page number 6>
slow, but also defects in the conformation of the parts.
Moreover, to increase this guiding effect of the punch, it is possible to use a stud and notch device, completely securing the punch and the mandrel, as that described.
EMI6.1
further on with regard to figs. 3 and 4 relating to the second embodiment. Some clearance can advantageously be allowed
EMI6.2
in the operation of this nipple and notch system 1-out face- liter the engagement of these two elements.
The device which is the subject of this second example comprises
EMI6.3
you have the same elements as: The previous one and function as a whole in the same way. The parts have moreover been indicated in figures 3 and 4 by the same reference letters as
EMI6.4
znzz the corresponding pieces of the end. 1 and 2. The essential differences of this embodiment with the reimele consist in the following points.
On the one hand, the punch 4 is shorter and its length is such that, when it reaches the end of its travel, that is to say in the position
EMI6.5
of FIG. 4 where the part is struck, its lower face 5 'stops at the level of the lower axial opening and does not protrude.
EMI6.6
binds out of the die-forged piece, as this figure clearly shows. On the other hand, the mandrel is longer and at rest rises higher inside the die so that the contact with the punch occurs much earlier, in fact little a-
EMI6.7
near the beginning (the the. race.
Finally, the solioarisation uu an- con and the mandrel is ensured and maintained in a certain manner by
EMI6.8
.jn stud 13 ue comprises the infer-'eure end of the punch and a notch 14 formed in the upper end of the mandrel and in which said stud 13 is engaged by slowly lowering the punch before giving the blow of hurry.
With this exposure, the mandrel completely replaces
EMI6.9
in the axial aperture lower than the punch which therein: è'cre not and friction as well as all the transverse forces which ed-
EMI6.10
wind to arise are reported on this mandrel which represents
<Desc / Clms Page number 7>
a part much less expensive than the punch. In addition, the punch and the mandrel being in fact secured from the start of the stroke, the punch is guided throughout this courser.
Of course, instead of a piece of tube as the original part, you can take any suitable annular part and you can strike, by choosing the latter, any mechanical or other element of the form you want. longed for.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described above and the details can be modified.
The invention also relates to mechanical parts or other articles of any shape struck using the present device.