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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.
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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 : @
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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
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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
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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 @
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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
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plus loin en regard des fig. 3 et 4 se rapportant à la seconde forme d'exécution. Un certain jeu peut avantageusement être laisse
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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-
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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
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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
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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-
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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-
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près le commencement (le le. course.
Enfin lâ< solioarisation uu oin- con et du mandrin est assurée et maintenue de mani-re certaine par
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.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
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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-
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vent prendre naissance sont reportés sur ce mandrin qui reprnte
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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.