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" Perfectionnements à la fabrication d'ébauches de vis à tête ".
La présente invention est relative à u n procédé de fabrication d'ébauches de vis à tête évidée et vise une machine convenant à la mise en oeuvre du nouveau procédé et à la production d'ébauches par ane suite d'opérations exécutées en des postes successifs de la machine, l'ébauche passant d'un poste au suivant entre les opérations successives et les différentes opérations étant effectuées simultanément sur plusieurs pièces différences.
L'invention vise plus particulièrement la fabrica- tion d'une ébauche de vis du type sus-visé en partant d'une barre continue; les différentes opérations sont effectuées sans application de chaleur et l'ébauche n
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finale est obtenue après un nombre minimum d'opérations et sans perte de matière.
L'invention vise particulièrement le fait de préparer l'ébauche à un poste pour l'opération devant être effectuée au poste suivant, de manière a rédui- re la. somme de travail devant être effectuée a. ce dernier poste, et aussi à assurer l'assise et le guidage corrects des outils par rapport à l'ouvrage, facilitant ainsi dans une g@@nee mesure l'exécution des différentes opérations sur une même machine et réduisant le risque de rupture ou d'autre détérioration de l'ouvrage.
L'invention a pour l'un de ses objets un procède nou- veau pour la fabrication d'ébauches de vis à tête évidée.
Un autre objet consiste en une machine nouvelle per- mettant la faDrication automatique d'ébauches de vis à tête évidée sur une seule machine comportant plusieurs postes; l'ouvrage étant transféré d'un poste au suivant d'une manière contrôlée, permettant aensi la fabrication automatique de l'ébauche en plusieurs opérations sans que la pièce quitte la machine.
Un autre objet de 1'invention consiste en une machine n@uvelle' pour la mise en oeuvre du procédé perfectionné et pour la fabrication automatique d'ébauches de vis à tête évidée, la machine exécutant plusieurs opérations différen- tes sur plusieurs ébauches distinctes en même temps.
@ ces fins, ainsi qu'à d'autres, l'invention vise les caractéristiques nouvelles et les combinaisons nouvelles d'éléments dont la description va suivre,
Sur le dessin annexé:
La figure 1 est une vue en coupe horizontale de la machine montrant les outils aux différents postes de celle- ci ;
La figure ± est une vue en coupeagrandie de l'outil utilisé au poste 2;
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Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe agrandie des outils utilisés aux postes 3,4 et5 respectivement;
La figure 6 est une vue de détail agrandie de l'extré- mité active du poinçon utilisé au poste 3;
La figure 7 est une vue en élévation coupe et en plan supérieur de la matrice utilisée au poste 4 ;
La figure 8 montre en élévation de profil et en plan le poinçon utilisé au poste 4 et enfin
La figure 9 est une vue en élévation de l'ébauche finie représentée en coupe partielle.
Pour illustrer un mode de réalisation préféré d'une machine mettant en oeuvre leprocédé perfectionné suivant l'invention, on a représenté sur la figure 1 du dessin une presse à former les têtes de vis comprenant un bloc matri- ce 10 supporté d'une manière approprié dans le bâti 11 de la machine et un chariot 12 qui suivant la disposition usuel- le est monté à coulissement sur le bâti; le bloc matrice, tel qu'il est représenté, comporte plusieurs postes, au nombre de cinq sur le dessin, en chacun desquels une pièce à usiner subit l'action associée d'outils qui exécutent sur elle'des opérations successives; la pièce est avancéesuccès- sivement d'un pohte au suivant.
Au premier poste une matrice de tronçonnage 13 est mon- tée dans le bloc -matrice et à travers cette matrice fait saillie l'extrémité d'une barre continue 14 destinée à être coupée par le couteau 15, le tronçon ainsi coupé formant/la pièce à usiner dont va être formée l'ébauche de la vis.
La pièce est alors transférée au second poste .En ce poste une,matrice 17 est montée dans le porte-matrice ,et comporte un orifice 18 destiné à recevoir la pièce et une tige d'éjecteur 19 qui constitue le fond de cet orifice. En ce poste le chariot est pourvu d'un poinçon 20 et d'un pous-
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soir 21 monté à coulissèrent dans ce poinçon, le poussoir étant sollicité vers l'avant par un ressort 22.
On peut voir que la pièce tronçonnée de la barre con- tinue est avancée jusqu'à ce second poste par le couteau 15 jusqu'à occuper une position en alignement avec l'ouverture 18. Le chariot s'avance alors, et la pièce va subir l'action du poinçon 20 et du poussoir 21 de Manière à former une tête ébauchée ou une partie conique 23 sur la pièce, représentée plus particulièrement sur la figure 2.
La pièue ainsi munie de l'ébauche conique de la tête est alors transférée au troisième poste, en lequel le bloc matrice présenteune matrice 25 traversée par une ouverture 26 fermée à son extrémité postérieure par une tige d'é- jeuteur 27. En @e poste le chariot est pourvu d'un poinçon 28 dans lequel est monté une tige 29 munie d'une extrémité conique pointue 30 (Figure 3) ,qui peut être appelée poin- çon-piqueur et qui est destiné à former une centrage dans la face de l'ébauche. un remarquera aussi que l'ouverture 26 à travers la @a trice 25 est agrandie à son extrémité supé- rieure de manière qu'une tête va se constituer à l'extrémi- té extérieure de la pièce .
Lorsque/la pièce aura été transférée par un mécanisme d'avance approprié (non représenté) du poste 2 au poste 3, elle est assise dans l'ouverture 26 de la machine en outée contre la tige 27, sous l'effet de l'avance du chariot,l'ex- trémité extérieure de la pièce étant attaquée par le poin- çon 28 et par l' extrémité conique 30 de la tige 29. Le résultat de ces opérations est représenté plus particuliè- rement sur la figure 3 où l'on peut voir que la pièce pré- sente à ce moment un corps sensiblement cylindrique 32 et une tête 33 comportant une paroi extérieure conique ou évasée, la face de la tête étant munie d'un centrage comme
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vu en 34.
Le poinçon centreur ou piqueur 34 joue un rôle important, car lorsque l'ébauche est passée au poste suivant, ainsi qu'on le décrira plus loin, l'outil en ce dernier poste a une forme prévue pour s'encastrer dans cet évidement pour assurer un guidage et un centrage Corrects.
Après avoir subi l'opération au poste 3 la pièce est alors avancée au 4ème poste représenté plus particulière- ment sur les figures 1 et 4 du dessin. En ce poste le porte-matrice est pourvu d'une matrice 35 de refoulement de la tête, d'une matrice d'appui ou enclume 36, d'une matrice ou filière :le refoulement 37 et d'une seconde matrice d'appui ou enclume 38. Le diamètre de la matrice de refoulement de la tête à la base de l'extrémité inté- rieure de l'ouverture qui la traverse est de préférence prévu égal au diamètre.voulu pour l'ébauche finie, de sorte que la partie inférieure de la tête aura la cote du diamètre de la pièce terminée .
Sur une courte longueur à l'extérieur à partir de ce point, la paroi de l'ouverture présente un angle de conicité de 8 environ comme vu en 39, puis à partir de ce point jusqu'à l'embouchure de l'o- rifice, la conicité est d'environ 12 comme vu en 40.
En ce poste le chariot est pourvu d'un poinçon 41 vu plus particulièrement sur les figures 4 et 8. Ce poinçon est pourvu d'une tête conique 42, le demi-Angle au sommet étant de 8 environ . Près de l'extrémité du poinçon , celui-ci présente plusieurs méplats 43; ces faces mépla- tes 43 faisant un angle d'environ 12 par rapport au con- tour cylindrique du poinçon et étant prévues de telle manière que l'extrémité extérieure du poinçon soit un polygone sensiblement exact, qui sur le dessin est hexa- gonal. Il doit être bien entendu cependant que le nombre
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de méplats ou de faces sur le poinçon correspond au nombre de faces/voulues dans l'évidement de la têtedel'ébauche finie.
Quand l'ébauche a été transférée au poste 4 p r un mécanisme d'avance approprié (non représenté) élis va être introduite dans l'ouverture des matrices 35 et 37 par le poinçon 41. On peut remarquer que ce poinçon est pourvu d'une extrémité uonique pointue 44 destinée à porter dai-s l'échancrure 34 formée au poste 3. ceci assure le guidage du poinçon dans la tête de la pièce et réduit 1 'effort transversal exercé sur le poinçon, effort qui existerait si le poinçon était obligé de s'introduire de lui-même dans la tête et qui a parfois pour résultat de provoquer la rupture du poinçon.
Quand la pièce estprojetée dans la matrice, la partie inférieure du corps de la pièce est refoulée dans lamatrice 37 comme vu en 45, à l'extrémité de cette partie est prévu un épaulèrent conique 46 et une partie extérieure 47 qui se prolonge jusqu'à la tête 48.
La paroi extérieure de la tête est bien entendu prévue de manièreà remplir l'orifice 'le la matrice 35 et acquiert ainsi les \,;onic.. ités complémentaires aux conicités 39 et 40 de l'ouverture de la matrice . De plus l'extrémité du poin- çon avec; ses faces méplates 43 s'imprime dans la tête pour y constituer un évidement 49 av.c des faces méplates par- tiellement formées. A l'extrémité inférieure cet évidement est sensiblement hexagonal et a les marnes dimensions que celles voulues pour l'évidement de l'ébauche finie.
Tandis que la formation de l'échancrure 34 au poste 3 centre l'ébauche pendant qu'elle subit l'action du poinçon 41 et réduit la poussée transversale sur le poinçon, la formation de l'évidement à méplats partielau poste 4 réduit également dans une forte mesure la quantité de travail néces-
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saire pour réaliser au poste suivant un évidement hexago- nal exact ainsi qu'on va maintenant le décrire.
L'ébauche est maintenant transféréeau cinquième pos- te, sa position étant commandée de sorte que les zones méplates de l'évidement 49 soient en correspondance avec les faces polygonales du poinçon utilisé en ce poste. Grâce au fait que les opérations au poste 4 et au poste 5 sont accomplies dans la même machine, de sorte que la position de l'ébauche puisse être contrôlée au cours du transfert d'un poste à l'autre, il est possible de former partielle- ment les faces méplates de l'évidement hexagonal au poste 4 et de parachever ensuite la formation de l'évidement au cinquième poste.
En ce dernier poste le bloc matrice est pourvu d'une filière'd'étirage 51 dans laquelle est préu un orifice 52 ayant la forme voulue pour l'extérieur de la tête de l'é- bauche finie, laquelle est ronde dans l'exemple choisi .
Un manchon de guidage 53 est monté à coulissement dans le bloc porte-matrice et se trouve normalement en position avancée, son extrémité antérieure étant sensiblement affleu- rante à la face de la filàère 51 de manière à pouvoir rece- voir la queue ou partie inférieure 45 de l'ébauche et la guider axialement par rapport à la filéé d'étirage à mesure qu'elle est refoulée à travers celle-ci.
En ce poste le chariot est pourvu d'un poinçon 54 ayant une extrémité polygonale 55 destinée à pénétrer dans l'évi- dement 49 de gauche, quand cette dernière est amenée en re- gard du poinçon.
Quand le chariot est reculé ou en position escamotée, l'ébauche est transférée du poste 4 au poste 5 et le poin- çon 54 est avancé pour refouler l'ébauche dans la filière 51. Comme on l'a indiqué, la partie terminale postérieure
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deL'ébauche s'introduit dans le manchon 53 qui occupe à ce moment sa position avancée sensiblement à fleur de la face intérieure de la filière 51.
Le poinçon 54 continuant à avancer, la tête del'ébauche estétirée à travers l'ouverture 52 de la filière pour prendre une forme cylindrique exacte comme vu en 56 (figure9) et en même temps que la tête est réduite et étirée àla forme cylindrique, elle est aussi refoulée sur la partie hexago- nale du poinçon 55 de manière à parfaire l'avidement par- tiellement hexagonal ébauché au poste 4 et à allonger lé- gèrement cet évidement ainsi que la tête de l'ébauche.
Les organes de la machine occupent à. ce moment la position représentée sur les figures 1 et 8. Le chariot reculant, la tête 56 de l'ébauche est attaquée par le poussoir de dégagement 57 et l'ébauche est dégagée du poinçon, En même temps le manchon de guidage 53 revient rapidement en arrière pour permettre à l'ébauche qui/est dégagée à la fois du pinçon et du manchon de guidage, de tomber sous l'effet de la pesanteur à travers lebloc porte-matrice et en dehors de la machine .L'ébauche a main- tenant sa forme définitive représentée sur la figure 9, et est pourvue, ainsi qu'on peut le voir d'une tête cylin- drique exacte 56 et d'un évidement hexagonal 58.
On peut bien entendu modifier la forme extérieure exacte de la tête ainsi que le nombre defaces prévues dans l'évidement, en modifiant la forme des outils utilisés aux postes 4 et 5.
On a représenté et décrit un mode de réalisation pré- féré de l'invention, ainsi qu'une manière préférée de mettre en oeuvre le procédé perfectionné, mais il sera bien enten- du que l'invention ne se limite pas à la totalité des dé- tails représentés ni le procédé aux opérations particulières
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déurites, et que tous deux sont susceptibles d'être modifiés dans les limites du cadre de l'invention .
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1. Procédé de fabrication d'une ébau che de vis à tête évidée, caractérisé en ce qu'on tronçonne une ébauche initiale à partir d'une barre ou tige continue, en ce qu'on forme la tête de l'ébauche, en ce qu'on re- foule le corps de la dite ébauche, tout en ménageant un évidement dans sa tête, le dit évidement possédant des zones méplates sur ses parois latérales.
2. Procédé de fabrication d'une ébauche de vis à tête évidée, caractérisé en ce qu'on tronçonne une ébauche initialeà partir d'une barre ou tige continue, et en ce qu'on traite ensuite successivement la dite ébauche de manière à lui former une tête,à refouler son corps sous pression et à former un évidement polygonal dans la tête.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel l'évidement est formé en même temps que se fait le refoulement du corps de l'ébauche.
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"Improvements in the manufacture of head screw blanks".
The present invention relates to a process for manufacturing recessed head screw blanks and relates to a machine suitable for implementing the new process and for producing blanks per year as a result of operations carried out in successive positions of the machine, the blank passing from one station to the next between the successive operations and the different operations being carried out simultaneously on several different parts.
The invention relates more particularly to the manufacture of a screw blank of the above-mentioned type starting from a continuous bar; the various operations are carried out without the application of heat and the blank n
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final is obtained after a minimum number of operations and without loss of material.
The invention is particularly aimed at preparing the blank at one station for the operation to be carried out at the next station, so as to reduce the. amount of work to be done a. this last position, and also to ensure the correct positioning and guidance of the tools in relation to the work, thus facilitating in a large measure the execution of the various operations on the same machine and reducing the risk of breakage or other deterioration of the structure.
The invention has for one of its objects a new process for the manufacture of blanks for recessed head screws.
Another object consists of a new machine permitting the automatic manufacture of recessed head screw blanks on a single machine comprising several stations; the work being transferred from one station to the next in a controlled manner, thus allowing the automatic manufacture of the blank in several operations without the part leaving the machine.
Another object of the invention is to provide a new machine for carrying out the improved process and for the automatic manufacture of recessed head screw blanks, the machine performing several different operations on several separate blanks at the same time. same time.
@ these purposes, as well as others, the invention is aimed at new characteristics and new combinations of elements, the description of which will follow,
On the attached drawing:
Figure 1 is a horizontal sectional view of the machine showing the tools at the various stations thereof;
Figure ± is an enlarged sectional view of the tool used at station 2;
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Figures 3, 4 and 5 are enlarged sectional views of the tools used at stations 3, 4 and 5 respectively;
Figure 6 is an enlarged detail view of the active end of the punch used at station 3;
Figure 7 is a sectional and top plan elevational view of the die used at station 4;
Figure 8 shows in profile elevation and in plan the punch used at station 4 and finally
Figure 9 is an elevational view of the finished blank shown in partial section.
To illustrate a preferred embodiment of a machine embodying the improved process according to the invention, there is shown in Figure 1 of the drawing a screw head forming press comprising a die block 10 supported in a manner. suitable in the frame 11 of the machine and a carriage 12 which according to the usual arrangement is slidably mounted on the frame; the die block, as shown, comprises several stations, five in number in the drawing, in each of which a workpiece is subjected to the associated action of tools which perform successive operations on it; the piece is advanced from one pohte to the next.
At the first station a cutting die 13 is mounted in the die block and through this die protrudes the end of a continuous bar 14 intended to be cut by the knife 15, the section thus cut forming / the part. to be machined from which the blank of the screw will be formed.
The part is then transferred to the second station. In this station one, die 17 is mounted in the die holder, and comprises an orifice 18 intended to receive the part and an ejector rod 19 which constitutes the bottom of this orifice. In this position, the carriage is provided with a punch 20 and a pusher.
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evening 21 slidably mounted in this punch, the pusher being biased forward by a spring 22.
It can be seen that the cut-off part of the continuous bar is advanced to this second station by the knife 15 until it occupies a position in line with the opening 18. The carriage then advances, and the part goes. undergo the action of the punch 20 and the pusher 21 so as to form a blank head or a conical part 23 on the part, shown more particularly in FIG. 2.
The piece thus provided with the conical blank of the head is then transferred to the third station, in which the die block has a die 25 traversed by an opening 26 closed at its rear end by a detent rod 27. station the carriage is provided with a punch 28 in which is mounted a rod 29 provided with a pointed conical end 30 (Figure 3), which can be called punch-pricker and which is intended to form a centering in the face of the blank. One will also notice that the opening 26 through the adapter 25 is enlarged at its upper end so that a head will form at the outer end of the room.
When / the part has been transferred by an appropriate advance mechanism (not shown) from station 2 to station 3, it is seated in the opening 26 of the machine, fully against the rod 27, under the effect of the advance of the carriage, the outer end of the workpiece being engaged by the punch 28 and the conical end 30 of the rod 29. The result of these operations is shown more particularly in Figure 3 where the 'it can be seen that the part has at this time a substantially cylindrical body 32 and a head 33 having a conical or flared outer wall, the face of the head being provided with a centering as
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seen in 34.
The centering or picking punch 34 plays an important role, because when the blank is passed to the next station, as will be described later, the tool in this last station has a shape designed to fit into this recess for ensure Correct guidance and centering.
After having undergone the operation at station 3, the part is then advanced to the 4th station shown more particularly in Figures 1 and 4 of the drawing. In this position, the die holder is provided with a head delivery die 35, a bearing die or anvil 36, a die or die: the discharge 37 and a second bearing die or anvil 38. The diameter of the discharge die from the head to the base of the inner end of the opening passing through it is preferably provided equal to the diameter desired for the finished blank, so that the lower part of the head will have the dimension of the diameter of the finished part.
A short length outward from this point the wall of the opening has a taper angle of about 8 as seen at 39, then from this point to the mouth of the o- orifice, the taper is about 12 as seen in 40.
In this position the carriage is provided with a punch 41 seen more particularly in Figures 4 and 8. This punch is provided with a conical head 42, the half-angle at the top being approximately 8. Near the end of the punch, the latter has several flats 43; these flat faces 43 forming an angle of about 12 with respect to the cylindrical contour of the punch and being provided such that the outer end of the punch is a substantially exact polygon, which in the drawing is hexagonal. It must be understood, however, that the number
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of flats or faces on the punch corresponds to the number of faces / desired in the recess of the head of the finished blank.
When the blank has been transferred to station 4, an appropriate advance mechanism (not shown) will be introduced into the opening of the dies 35 and 37 by the punch 41. It can be noted that this punch is provided with a pointed uonic end 44 intended to carry dai-s the notch 34 formed at station 3. this ensures the guiding of the punch in the head of the part and reduces the transverse force exerted on the punch, which force would exist if the punch were forced to introduce itself into the head and which sometimes results in causing the punch to break.
When the part is thrown into the die, the lower part of the part body is forced into the matrix 37 as seen at 45, at the end of this part is provided a conical shoulder 46 and an outer part 47 which extends to head 48.
The outer wall of the head is of course provided so as to fill the hole in the die 35 and thus acquires the features complementary to the taper 39 and 40 of the die opening. In addition, the end of the punch with; its flat faces 43 are imprinted in the head in order to constitute therein a recess 49 av.c partially formed flat faces. At the lower end, this recess is substantially hexagonal and has the dimensions of the marls required for the recess of the finished blank.
While the formation of the notch 34 at station 3 centers the blank as it undergoes the action of the punch 41 and reduces the transverse thrust on the punch, the formation of the partial flattened recess at station 4 also reduces in a large measure of the amount of work required
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necessary to achieve at the next station an exact hexagonal recess as will now be described.
The blank is now transferred to the fifth station, its position being controlled so that the flat areas of the recess 49 are in correspondence with the polygonal faces of the punch used in this station. Due to the fact that the operations at station 4 and at station 5 are carried out in the same machine, so that the position of the blank can be controlled during the transfer from one station to another, it is possible to form partially the flat faces of the hexagonal recess at station 4 and then complete the formation of the recess at the fifth station.
In this latter station the die block is provided with a drawing die 51 in which is provided an orifice 52 having the desired shape for the exterior of the head of the finished blank, which is round in the shape. example chosen.
A guide sleeve 53 is slidably mounted in the die holder block and is normally in the advanced position, its front end being substantially flush with the face of the die 51 so as to be able to receive the tail or lower part. 45 of the blank and guide it axially relative to the drawing yarn as it is forced through it.
In this station the carriage is provided with a punch 54 having a polygonal end 55 intended to penetrate into the recess 49 on the left, when the latter is brought in towards the punch.
When the carriage is retracted or in the retracted position, the blank is transferred from station 4 to station 5 and the punch 54 is advanced to force the blank into the die 51. As indicated, the posterior end portion
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The blank is introduced into the sleeve 53 which at this time occupies its advanced position substantially flush with the inner face of the die 51.
With the punch 54 continuing to advance, the head of the blank is stretched through the die opening 52 to take an exact cylindrical shape as seen at 56 (Figure 9) and at the same time as the head is reduced and stretched to the cylindrical shape, it is also pushed back onto the hexagonal part of the punch 55 so as to perfect the partially hexagonal recess blanked out at station 4 and to slightly lengthen this recess as well as the head of the blank.
The organs of the machine take care of. This moment the position shown in Figures 1 and 8. The carriage retreating, the head 56 of the blank is engaged by the release pusher 57 and the blank is released from the punch, At the same time the guide sleeve 53 returns quickly back to allow the blank which is released from both the clip and the guide sleeve to fall under gravity through the die block and out of the machine. - holding its final shape shown in Figure 9, and is provided, as can be seen, with an exact cylindrical head 56 and a hexagonal recess 58.
It is of course possible to modify the exact external shape of the head as well as the number of faces provided in the recess, by modifying the shape of the tools used at stations 4 and 5.
A preferred embodiment of the invention has been represented and described, as well as a preferred way of carrying out the improved method, but it will of course be understood that the invention is not limited to all of the methods used. details represented or the process for particular operations
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deurites, and both are subject to modification within the scope of the invention.
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1. A method of manufacturing a blank socket head screw, characterized in that an initial blank is cut from a continuous bar or rod, in that the head of the blank is formed, in that the body of said blank is pushed back, while leaving a recess in its head, the said recess having flat areas on its side walls.
2. A method of manufacturing a hollow-headed screw blank, characterized in that an initial blank is cut from a continuous bar or rod, and in that the said blank is then treated successively so as to him forming a head, to push back his body under pressure and to form a polygonal recess in the head.
3. A method according to either of claims 1 and 2, wherein the recess is formed at the same time as the discharge of the body of the blank is done.