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"Perfectionnements apportés au martelage d'objets métalliques par projection de grenaille"
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée a,ux ETATS-UNIS D'AMERIQUE, le 18 avril 1945 - (N 589. 070), aux noms de Messieurs Frederick E. YOUNG et Arthur E. PROCTOR, dont la. susdite Société est l'ayant-droit.
L'invention concerne un procédé et un appareil pour le martelage d'objets métalliques par la projection de grenaille, spécialement des objets plus ou moins' symétriques par rapport à un axe de rotation.
L'application du martelage par projection de grenaille a été réalisée da.ns la, pratique depuis de longues années pour améliorer les caractéristiques physiques d'objets métalliques, et il a été généralement reconnu qu'on obtient par exemple une résistance plus longue à la fatigue dans plusieurs pièces ayant été soumises à un jet de grenaille métallique. Cela est spécialement le cas dans des objets tels que des ressorts, tant à lames qu'à boudin, qui sont fréquemment soumis à ce traitement et qui 'présentent alors une amélioration marquée de leurs caractéristiques physiques. Récemment, le procédé de martelage par projection de grenaille a été appliqué avec des ré- sultats très satisfaisants à une grande variété de pièces
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@ métalliques de machines.
Ainsi, on a appliqué un tel traitement à des couronnes dentées et pignons pour essieux d'automobiles, axes, arbres, rondelles de pression, bielles et analogues. On comprendra que la projection de grenaille produit naturellement de petites déformations de la surface métallique, qui sont habi- tuellernent visibles avec une loupe ordinaire, de sorte que ce procédé n'est pas applicable à certains organes. Cette déforma- tion/n'est toutefois pas suffisamment défavorable pour affecter les caractéristiques de fonctionnement des dents d'engrenages de plus grandes dimensions, par exemple, et l'augmentation de la. durabilité rend le traitement très désirable.
Selon la pratique antérieure, lorsqu'on traitait des objets tels que des ressorts à lames, il était d'usage de faire simple- ment passer le ressort sur un dispositif tra.nsporteur sous la source de grenaille. Dans le cas de surfaces pratiquement planes, cela donnait lieu à une uniformité suffisante du traitement sur les petites surf aces. Lorsqu'il faut toutefois traiter des engre- nages, arbres et autres objets ayant un certain degré de symétrie autour d'un axe de rotation, il était très difficile d'obtenir l'uniformité désirée sur toutes les surfaces par les méthodes connues jusqu'à présent.
L'objet principal de l'invention consiste par conséquent à surmonter cette difficulté et, dans ce but, l'invention prévoit un procédé de martelage d'objets métalliques par projection de grenaille, qui' consiste à soumettre la surface de l'objet à l'action d'un flux de grenaille métallique de grande vitesse et à utiliser le dit flux pour produire la rotation du dit objet pendant le traitement, de manière à exposer des portions succes- sives de la surface de l'objet au dit flux.
L'invention prévoit également un appareil pour le martelage d'objets métalliques par projection de grenaille, comportant des moyens pour monter à rotation, sur un dispositif de support, l'objet devant être traité par un flux de grenaille à grande vitesse, et des moyens associés avec le dit objet pour produire
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la rotation de celui-ci lorsqu'ils sont exposés à l'action du ditflux.
Selon l'invention, les objets à traiter sont donc mis en rotation pendant qu'ils passent sous le flux de grenaille, de sorte que l'on réalise une méthode de travail plus uniforme, l'invention présentant l'avantage que la rotation de l'objet soumis au traitement est effectuée par des moyens actionnés directement par les particules projetées elles-mêmes, de sorte que le degré d'action dépend automatiquement plus ou moins de la distribution de la grenaille de martelage, en assurant une distribution uniforme du martelage sur toute la surface exposée de l'objet en une seule opération.
Etant donné que le dispositif est complet en soi et très robuste, il n'est pas sujet à usure exagérée au cours du travail, et les liaisons motrices extérieures, qui sont utilisées dans d'autres systèmes, ne sont plus nécessaires. Un autre avantage de l'invention consiste en ce qu'elle permet une action sélective sur différentes surfaces de l'objet à traiter, de sorte que les surfaces ne devant pas être martelées peuvent être rapidement masquées, seules les portions devant être traitées étant exposées.
Encore un autre avantage consiste en ce que le dispositif peut être rapidement chargé et déchargé et convient particulièrement pour l'usage répété en combinaison avec un transporteur mobile, par lequel les objets successifs à traiter sont amenés sous les moyens de projection de la grenaille. Chaque dispositif étant complet en soi, la souplesse de fonctionnement devient plus grande et le support de base peut être rapidement modifié pour l'adapter à des pièces très différentes.
L'invention sera décrite plus en détails avec référence au dessin annexé , dans lequel:
Fig. 1 est une vue schématique d'un système de martelage par projection de grenaille, à bande transporteuse.
Fig. 2 est une vue en perspective d'une forme d'exécution
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d'un support pour le martelage par projection de grenaille, pour le traitement d'un pignon d'axe,
Fig. 3 est une vue en élévation d'une deuxieme forme d'exécution d'un tel support, conçu particulièrement pour le traitement d'un axe moteur, dont la, majeure partie doit être protégée contre l'action de martelage.
Fig. 4 est une vue en plan du dispositif montré en Fig. 3 et
Fig. 5 est une vue en coupe verticale de la partie à main droite de la Fig. 2.
En Fig. 1, 10 représente schématiquement une courroie transporteuse qui traverse la hotte 11 dans laquelle est monté un dispositif de projection de grenaille 12, capable de projeter des flux de grains de martelage tels qu'indiqués par les lignes en traits interrompus 13. Un certain nombre de supports individuels 14, comportant chacun une base 15 et des extrémités 16, sont portés par la bande transporteuse 10. Un objet 17 destiné à être soumis au martelage par projection de grenaille est monté à rotation dams chacun de ces supports, et une roue à pales 18, protégée d'un c8té par un écran 19 et soumise de l'autre c8té à l'action du flux de grenaille, est fixée à l'objet pour mettre celui-ci en rotation.
Cette disposition provoque la rotation de la roue 18 et, par conséquent, la rotation de l'objet 17 par rapport au support 14, tandis qu'il subit l'action des particules de martelage. Cette rotation se poursuit aussi longtemps que l'objet se trouve dans le flux de grenaille, et lorsque le support émerge de la partie gauche de la hotte 11, l'objet 17 peut être enlevé et le support peut être replacé sur l'extrémité droite de la bande transporteuse, avec un autre objet à traiter.
Une forme particulière du support 14, conçue pour le traitement d'un pignon d'axe et l'arbre y associé, est montrée en Fig. 2. Celle-ci comporte chacun des éléments mentionnés ci-dessus. Il convient de noter que l'arbre 20 du pignon hélicoïdal 21 ne doit pas être traité et est engagé à glissement dans le tube
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22 qui porte les pales 18. Le tube est pourvu d'un tourillon de palier 26 qui s'engage librement dans une ouverture 27 qui est prévue dans le côté droit 16 du support et se trouve à l'abri sous l'écran 23 du palier. L'autre extrémité 24 de l'arbre à pignon 20 est posée à rotation dans une encoche ouverte 25 pratiquée dans le côté gauche 16. La rotation relative entre le tube 22 et l'arbre 20 peut être empêchée par une vis de calage ou par d'autres moyens appropriés.
Il importe de faire remarquer que l'axe de l'arbre est disposé sous angle par rapport à la base 15, de sorte que les surfaces de pied des dents du pignon sont sensiblement parallèles à la base, lorsqu'elles se trouvent dans leur position extrême supérieure, dans laquelle elles reçoivent le flux de grenaille, ce qui permet le traitement avec le maximum d'efficacité de la surface de travail de chaque dent. Avant l'opération de martelage à l'aide de grenaille, l'arbre 20 est placé dans le tube 22 et l'arbre et tube assemblés sont fixés entre eux pour tourner ensemble, et ils sont alors montés à rotation dans le support 14, en glissant d'abord le tourillon de palier 26 dans l'ouverture 27 prévue dans le c8té droit du support, et en posant alors l'extrémité 24 dans l'encoche 25. Le support est ensuite placé sur le transporteur 10.
Après son passage à travers la hotte 11, l'ensemble de l'arbre et du tube peut être enlevé du support, et l'arbre peut alors être dégagé du tube pour subir d'autres traitements.
Les Figs. 3 et 4 montrent une autre forme de support, spécialement conçue pour traiter la surface extérieure d'arbres, telle que celle de l'axe 36. Le support 29 comporte une base 30 pourvue de deux parois transversales 31, chacune desquelles présente une ou plusieurs encoches 32. Une culasse 33, comportant un boulon d'ajustement 34, s'étend vers l'extérieur depuis chacune des parois 31. Des écrans inclinés 35 sont montés sur les culasses, tel que montré au dessin.
Dans ce support, seule la partie centrale de l'arbre 36
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doit être traitée, tel qu'indiqué par l'accolade 37. Par conséquent, les extrémités sont protégées provisoirement par des manchons de recouvrement, dont l'un au moins est muni de pales motrices, tel que dans l'exemple décrit ci-dessus. Ainsi, l'une des extrémités est protégée par un court manchon de recouvrement 38, glissé sur l'arbre 36 et maintenu en place par une vis de blocage 39 qui s'engage dans un canal 40 de l'arbre. L'autre extrémité est protégée par un manchon de recouvrement 41 qui est un peu plus long et qui est également fixé en position par une vis de blocage 42, ce manchon 41 étant muni d'un certain nombre de pales 43. Comme montré spécialement en Fig. 4, les pales sont recouvertes d'un écran 35 sur un c8té du manchon 41.
Dans ce cas également, le support complet peut être posé librement sur la bande transporteuse et être amené sous le flux de grenaille de martelage. Les arbres et les manchons y réunis peuvent tourner librement dans les encoches 32 sous l'impulsion de la grenaille sur les pales 43, et les parties exposées de l'arbre sont soumises successivement à l'action du flux, assurant ainsi un traitement uniforme de la surface. Les manchons 38 et 41 sont placés sur l'arbre 36 avant que celui-ci ne soit placé dans les encoches 32 du support et, après le passage à travers la hotte, l'ensemble peut être soulevé du support et les manchons peuvent être enlevés.
Les boulons 34 peuvent être ajustés pour permettre l'adaptation du support au traitement d'objets de longueur différente, tandis que des manchons appropriés peuvent être établis pour tout objet particulier.
L'avantage des supports décrits, qui ont été spécialement conçus pour être utilisés dans la méthode de traitement selon l'invention, réside dans l'utilisation de la force des pa,rticu- les de martelage projetées, afin d'obtenir un traitement plus uniforme de l'objet. Puisqu'ils forment chacun une unité complète en soi, ils ne comportent pas de liaisons motrices extérieures, qui sont sujettes à détérioration par les jets de particu-
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@ les utilisés pour le traitement. De plus, le traitement uniforme de l'objet est facilité, puisque le degré de traitement est plus ou moins dépendant de la vitesse et de la densité du flux de particules même.
Dans certaines conditions, il peut toutefois être désirable de prévoir un jet d'air auxiliaire à l'intérieur de la hotte, dirigé le long de la trajectoire parcourue par le support et localisé sur la roue à pales. Cela permet un contrôle supplémentaire et une plus grande latitude des vitesses de rotation de l'objet soumis au traitement, car puisqu'elle dépend du jet, la vitesse peut être plus élevée ou plus faible que celle produite normalement par le flux de grenaille. Le support est toutefois le même pour chacune de ces applications.
REVENDICATIONS
1. Procédé de martelage d'objets métalliques par projection de grenaille, consistant à soumettre la surface de l'objet à l'action d'un flux de grenaille métallique de grande vitesse et à utiliser le dit flux pour produire la rotation du dit objet pendant qu'il subit le dit traitement, de manière à exposer des portions successives de la surface de l'objet au dit flux.
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"Improvements made to the hammering of metal objects by shot projection"
Form the subject of a first patent application filed in the UNITED STATES OF AMERICA, April 18, 1945 - (No. 589. 070), in the names of Messrs. Frederick E. YOUNG and Arthur E. PROCTOR, whose . aforementioned Company is the beneficiary.
The invention relates to a method and apparatus for the hammering of metallic objects by the projection of shot, especially objects more or less' symmetrical with respect to an axis of rotation.
The application of shot blast hammering has been carried out in the practice for many years to improve the physical characteristics of metal objects, and it has been generally recognized that, for example, a longer resistance to fire is obtained. fatigue in several parts which have been subjected to a jet of metal shot. This is especially the case in articles such as springs, both leaf and coil, which are frequently subjected to this treatment and which then show marked improvement in their physical characteristics. Recently, the shot blast hammering process has been applied with very satisfactory results to a wide variety of parts.
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@ metal machinery.
Thus, such treatment has been applied to toothed rings and pinions for automobile axles, axles, shafts, pressure washers, connecting rods and the like. It will be understood that the shot projection naturally produces small deformations of the metal surface, which are usually visible with an ordinary magnifying glass, so that this process is not applicable to certain organs. This deformation, however, is not sufficiently unfavorable to affect the operating characteristics of larger gear teeth, for example, and the increase in. durability makes the treatment very desirable.
In the prior practice, when dealing with objects such as leaf springs, it was customary to simply pass the spring over a carrier device under the shot source. In the case of practically flat surfaces, this resulted in sufficient uniformity of the treatment on the small surf aces. When, however, it is necessary to process gears, shafts and other objects having a certain degree of symmetry about an axis of rotation, it was very difficult to achieve the desired uniformity on all surfaces by the methods known heretofore. now.
The main object of the invention is therefore to overcome this difficulty and, for this purpose, the invention provides a method of hammering metal objects by shot projection, which 'consists in subjecting the surface of the object to the action of a flow of high speed metal shot and using said flow to cause rotation of said object during processing, so as to expose successive portions of the surface of the object to said flow.
The invention also provides an apparatus for the hammering of metal objects by shot projection, comprising means for mounting in rotation, on a support device, the object to be treated by a flow of shot at high speed, and means associated with said object to produce
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rotation thereof when exposed to the action of ditflux.
According to the invention, the objects to be treated are therefore rotated while they pass under the flow of shot, so that a more uniform working method is achieved, the invention having the advantage that the rotation of the object subjected to treatment is carried out by means actuated directly by the projected particles themselves, so that the degree of action automatically depends more or less on the distribution of the hammering shot, ensuring a uniform distribution of the hammering over the entire exposed surface of the object in a single operation.
Since the device is complete in itself and very robust, it is not subject to excessive wear during work, and the external drive links, which are used in other systems, are no longer necessary. Another advantage of the invention is that it allows a selective action on different surfaces of the object to be treated, so that the surfaces not to be hammered can be quickly masked, only the portions to be treated being exposed. .
Yet another advantage is that the device can be quickly loaded and unloaded and is particularly suitable for repeated use in combination with a mobile conveyor, by which the successive objects to be treated are brought under the shot blasting means. As each device is complete in itself, the flexibility of operation becomes greater and the base support can be quickly modified to adapt it to very different parts.
The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a schematic view of a system for hammering by shot projection, with a conveyor belt.
Fig. 2 is a perspective view of an embodiment
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a support for hammering by shot projection, for the treatment of an axle pinion,
Fig. 3 is an elevational view of a second embodiment of such a support, designed particularly for the treatment of a motor shaft, the major part of which must be protected against the action of hammering.
Fig. 4 is a plan view of the device shown in FIG. 3 and
Fig. 5 is a vertical sectional view of the right hand part of FIG. 2.
In Fig. 1, 10 schematically shows a conveyor belt which passes through the hood 11 in which is mounted a shot projection device 12, capable of projecting flows of hammering grains as indicated by the dashed lines 13. A number of individual supports 14, each comprising a base 15 and ends 16, are carried by the conveyor belt 10. An object 17 intended to be subjected to hammering by shot projection is rotatably mounted in each of these supports, and a paddle wheel 18, protected on one side by a screen 19 and subjected on the other side to the action of the flow of shot, is fixed to the object to put it in rotation.
This arrangement causes the rotation of the wheel 18 and, consequently, the rotation of the object 17 relative to the support 14, while it is subjected to the action of the hammering particles. This rotation continues as long as the object is in the shot flow, and when the holder emerges from the left side of the hood 11, the object 17 can be removed and the holder can be replaced on the right end. of the conveyor belt, with another object to be processed.
A particular form of the support 14, designed for the processing of an axle pinion and the associated shaft, is shown in FIG. 2. This includes each of the elements mentioned above. It should be noted that the shaft 20 of the helical gear 21 does not need to be treated and is slidably engaged in the tube.
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22 which carries the blades 18. The tube is provided with a bearing journal 26 which freely engages an opening 27 which is provided in the right side 16 of the support and is located under the screen 23 of the support. bearing. The other end 24 of the pinion shaft 20 is rotatably seated in an open notch 25 in the left side 16. The relative rotation between the tube 22 and the shaft 20 can be prevented by a set screw or by other appropriate means.
It is important to note that the axis of the shaft is disposed at an angle to the base 15, so that the root surfaces of the teeth of the pinion are substantially parallel to the base, when they are in their position. extreme upper, in which they receive the flow of shot, which allows the treatment with the maximum efficiency of the working surface of each tooth. Before the operation of hammering using shot, the shaft 20 is placed in the tube 22 and the assembled shaft and tube are fixed together to rotate together, and they are then mounted for rotation in the support 14, by first sliding the bearing journal 26 into the opening 27 provided in the right side of the support, and then placing the end 24 in the notch 25. The support is then placed on the conveyor 10.
After passing through the hood 11, the entire shaft and tube can be removed from the support, and the shaft can then be released from the tube to undergo further treatments.
Figs. 3 and 4 show another form of support, specially designed to treat the outer surface of shafts, such as that of the axis 36. The support 29 comprises a base 30 provided with two transverse walls 31, each of which has one or more. notches 32. A cylinder head 33, including an adjustment bolt 34, extends outwardly from each of the walls 31. Inclined screens 35 are mounted on the cylinder heads, as shown in the drawing.
In this support, only the central part of the shaft 36
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should be treated, as indicated by the brace 37. Therefore, the ends are temporarily protected by cover sleeves, at least one of which is provided with drive blades, as in the example described above . Thus, one of the ends is protected by a short covering sleeve 38, slipped over the shaft 36 and held in place by a locking screw 39 which engages in a channel 40 of the shaft. The other end is protected by a cover sleeve 41 which is a little longer and which is also fixed in position by a locking screw 42, this sleeve 41 being provided with a number of blades 43. As shown especially in Fig. 4, the blades are covered with a screen 35 on one side of the sleeve 41.
Also in this case, the complete support can be placed freely on the conveyor belt and be brought under the flow of hammering shot. The shafts and the sleeves joined there can rotate freely in the notches 32 under the impulse of the shot on the blades 43, and the exposed parts of the shaft are successively subjected to the action of the flux, thus ensuring a uniform treatment of the surface. The sleeves 38 and 41 are placed on the shaft 36 before it is placed in the notches 32 of the support and, after passing through the hood, the assembly can be lifted from the support and the sleeves can be removed. .
The bolts 34 can be adjusted to allow adaptation of the support to the treatment of objects of different length, while suitable sleeves can be established for any particular object.
The advantage of the supports described, which have been specially designed for use in the treatment method according to the invention, lies in the use of the force of the projected hammering surfaces, in order to obtain a higher treatment. uniform of the object. Since they each form a complete unit in themselves, they do not have any external motor links, which are prone to deterioration by particle jets.
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@ used for processing. In addition, the uniform processing of the object is facilitated, since the degree of processing is more or less dependent on the speed and density of the particle stream itself.
Under certain conditions, however, it may be desirable to provide an auxiliary air stream inside the hood, directed along the path traveled by the support and located on the paddle wheel. This allows additional control and greater latitude of the rotational speeds of the object being processed, because since it is jet dependent, the speed may be higher or lower than that normally produced by the flow of shot. However, the support is the same for each of these applications.
CLAIMS
1. Method of hammering metal objects by shot projection, consisting in subjecting the surface of the object to the action of a flow of high speed metal shot and in using said flow to produce the rotation of said object while it is undergoing said treatment, so as to expose successive portions of the surface of the object to said flux.