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" Procédé et machine perfectionnés pour la fabrication d'ébauches d'écrous Il
La présente invention a pour objets un procédé et une machine pour la fabrication d'écrous et articles analogues et plus particulièrement d'un écrou polygonal possédant une face plane et une face chanfreinée.
Comme on le voit sur le dessin, le procédé comprend une série d'opérations de pressage effectuées à plusieurs postes d'une même machine : une ébauche est coupée sur une barre pleine de longueur convenable, puis transformée à froid en un écrou non taraudé . Les opérations sont effec- tuées sur une machine comprenant plusieurs postes dans lesquels s'accomplissent les différentes phases de la fa-
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brication. L'ébauche est acheminée d'un poste à un autre et la machine accomplit les différentes opérations sur dif- férentes ébauches en même temps.
On se propose, dans le nouveau procédé, d'utiliser une barre d'un diamètre relativement grand comparé à la dimension de l'écrou non taraudé , de manière à réduire le fluage latéral du métal nécessaire pendant les opéra- tions de fabrication . De même, l'ébauche terminée de l'é- crou est pourvue d'un trou qui la traverse de part en part pour recevoir un taraudage, mais on ne perd qu'une quantité relativement faible de métal pendant les opérations de mise en forme ; en effet, l'écrou est profondément refoulé en ne laissant qu'une petite épaisseur de métal que l'on perce avec un poinçon dans le but de parachever l'ouverture, et le métal, par suite de la formation des parties creuses, est déplacé latéralement et augmente la dimension de la sec- tion de l'ébauche.
De plus, le fonctionnement de la machine conforme à l'invention et la mise en oeuvre du présent procédé permettent de réaliser finalement une ébauche de forme polygonale et comportant une face plane . Les angles de l'ébauche sont bien vifs et parfaitement définis par la seule pression des outils ; obtient ce résultat en limi- tant le fluage du métal.
L'invention a pour objet un nouveau procédé de fabri- cation à partir d'une barre pleine d'une ébauche d'écrou comportant une face plane.
L'invention a aussi pour objets un nouveau procédé de fabrication, ainsi qu'une machine servant à cette fabri- cation,partir d'une barre pleine, d'une ébauche d'écrou polygonal comportant une face plane sur l'une de ses surfa- ces. La fabrication est exécutée à froid par 'L..n nombre mini- mum d'opérations et elle ne nécessite qu'un fluage latéral
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de métal relativement réduit.
L'invention a encore pour objet un nouveau procédé de fabrication d'une ébauche d'écrou, comportant une face plane sur l'une de ses surfaces, par une série d'opérations réalisées aux différents postes d'une seule machine; les opérations effectuées à certains postes sont commencées ou sont déjà partiellement exécutées aux postes précédents, ce qui réduit le travail nécessaire aux opérations sui- vantes.
L'invention a enfin pour objet une machine pour':la fabrication d'ébauches d'écrous, comprenant différents postes dans lesquels on réalise à froid les différentes opérations successives, l'ébauche étant acheminée successi- vernent d'un -poste à l'autre et les opérations étant caracté- risées par le fait que l'on fabrique l'ébauche avec le mini- mum d'effort et un nombre d'opérations relativement réduit.
A cet effet, la présente invention vise les caractéris- tiques et combinaisons nouvelles d'organes décrits ci-après.
Sur le dessin annexé : la fig. 1 est une vue en coupe de la. partie travail- lante d'une presse pour écrous destinée à mettre en oeuvre le procédé de fabrication conforme à l'invention ; la fig. 2 est une vue en coupe, à grande échelle,des outils utilisés,au poste 2 de la machine ; la fig. 3 est une vue semblable des outils utilisés au poste 3 ; la fig. 4 est une vue en coupe, à grande échelle, des outils utilisés au poste 4; la fig. 5 est une vue en coupe, à grande échelle, des outils utilisés au poste 5 de la machine; la fig. 6 représente une vue en élévation latérale et en plan par-dessus de l'ébauche utilisée pour la fabri- cation de l'écrou non-taraudé ;
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la fig. 7 représente deux vues semblables de l'ébau- che après passage au poste 2;
la fig. 8 représente deux vues semblables de l'ébauche après passage au poste 3; les fig. 9 et 10 représentent deux vues semblables de l'ébauche après passage aux postes 4 et 5.
Afin d'illustrer le procédé et l'un des modes de réali- sation de la machine servant à mettre en oeuvre ce procédé on a représenté en 10 le bloc-support des matrices, fixé à une extrémité d'un bâti 11, par des moyens appropriés tels que des coins 12 et en 13 un châssis mobile pouvant être animés d'un mouvement alternatif qui le rapproche oul'éloi- gne du bloc-support des matrices à la manière ordinaire; ce châ.ssis porte un certain nombre d'outils coopérant avec plusieurs matrices séparées, montées sur le bloc-support des .matrices, ainsi qu'il est expliqué ci-après.
Au poste 1, est montée une matrice de tronçonnage 14 pourvue d'une ouverture dans laquelle avance une longueur de barre 15 ; partie de cette barre dépasse à l'extérieur de la matrice et est coupée par le couteau de tronçonnage 18 représenté schématiquement, ceci étant bien connu et pra- tiqué antérieurement dans cette technique .Après qu'une petite longueur d'ébauche 17 (fig. 6) est coupée de cette barre, cette ébauche est acheminée au poste 2 de la machine par le couteau 16, à la manière habituelle .
Au poste 2, est monté un porte-matrice 18 dans le blocasupport 10, ce porte-matrice possédant un alésage dans lequel peut coulisser une matrice 19 munie d'un épaule- ment 20 qui coopère avec un épaulement 21, lui faisant face, du porte-matrice 18 pour limiter le mouvement de la matrice dans un sens.
La matrice 19 est poussée en avant par un ressort de compression 22 relativement puissant, de sorte que l'épaule- ment 20 vienne buter normalement contre l'épaulement 21 et que la face de la matrice se trouve au niveau de la face
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avant du porte-matrice, De même, la tige éjectrice 23, pouvant coulisser dans le porte-matrice, est disposée dans une ouverture ménagée dans la matrice intérieure 19a et remplit presque complètement cette ouverture ; latige éjec- trice 23 est commandée par une tige 24, qui peut être poussée en avant par un mécanisme convenable (non représen- té), contre un tampon de remplissage 25 qui, à son tour, attaque la tige éjectrice 23.
Il y a lieu de noter que l'ex- trémité de la tige éjectrice 23 est légèrement conique, comme représenté en 26, de manière à former, comme on le verra par la suite, un creux ou une cavité sur la face arrière de l'ébauche.
Le châssis est, à ce poste, muni d'un support 27, dans lequel est monté un porte-matrice 28 portant une ma- trice 29; cette dernière comporte une cavité 30, qui coo- père avec l'ouverture de la matrice intérieure 19a pour donner à l'ébauche la forme qu'elle prend à ce postp. On peut également noter que la partie inférieure de la cavité 30 de la matrice est légèrement évasée vers l'intérieur, comme représenté en 31, et est munie de surfaces planes au-dessus de cet évasement; ces surfaces planes forment des parties planes correspondantes sur l'ébauche en amorçant ainsi la formation des faces polygonales.
La matrice 29 est également pourvue d'une ouverture qui la traverse de part en part dans laquelle passe une tige 33 poussée en avant par le ressort 34, le mouvement vers l'avant étant limité par la venue en contact de l'épaulement 35 avec la partie arrière du porte-matrice 28.
Le châssis de la machine est représenté, sur la fig.l dans sa position avancée . Lorsqu'il quitte cotte position, la tige 35 fait saillie vors du châssis et une ébauche 17, coupée de la barre, est amenée par le couteau 16 en coinci- dence avec l'ouverture de la matrice intérieure 19a . Le
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châssis est alors' poussé vers l'avant et l'extrémité de la tige 33, amenée au contact de l'ébauche, l'extrait du cou- teau 16 et l'amène dans l'ouverture de la matrice intérieu- re, en permettant au couteau de se retirer .
Quand le châssis est poussé vers l'avant, la tige 33 recule par rapport à la matrice 29 après que l'ébauche a été intro- duite dans l'ouverture de la matrice intérieure 19a et la face extérieure de la matrice 29 vient au contact de la face extérieure de la matrice intérieure 19a, enfermant ainsi l'ébauche dans les cavités complémentaires des matrices ; à ce moment, la tige 33 forme la partie arrière de l'ouverture de la matrice 29. Lorsque le châssis continue à avancer, le support et la matrice 19 se déplacent en même temps, cette dernière se déplaçant contre la pression du ressort 22 jusqu'à obliger le métal de l'ébauche à fluer et à remplir complètement la cavité formée par les ouvertu- res complémentaires des deux matrices et comprise entre les tiges 23 et 33.
Au début de l'opération de pressage,l'é- bauche est complètement enfermée dans les cavités des matrices et la plus grande partie de l'opération de mise en forme a lieu pendant que le support et la matrice 19 reculent ensemble contre la pression du ressort de la matrice.
Lorsque l'ébauche sort'du poste 2, elle a la forme représentée en 36 sur la fig. 7, la partie arrière étant sensiblement cylindrique et comportant une partie creuse ou concavité 37 formée sur la face arrière et entourée par un bord périphérique relativement mince . La partie avant de l'ébauche est conique comme représenté en 38 et 39, et munie de parties planes 40 qui recouvrent partiellement la partie cylindrique et la partie conique .
L'ébauche 36 est alors acheminée au poste 3 par un mécanisme de transport convenable (non représenté). A ce pos-
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te est montée une matrice fixe 41 dans un porte-matrice 42; la matrice comporte une ouverture dans laquelle coulisse une tige éjectrice 43 et cette tige peut être rappelée par un ressort 44. A l'intérieur de la matrice 41, est une matrice intérieure 45, légèrement plus petite que la par- tie extérieure de l'ouverture de la matrice; la tige 43 traverse également cette matrice intérieure .
Comme on le voit sur la fig. 3 du dessin, la matrice intérieure 45 est mu- nie d'une nervure annulaire arrondie ou en forme de dôme 46 faisant saillie sers l'avant; cette nervure vient porter sur la face arrière de l'ébauche et y forme une rainure ou une cavité annulaire située entre la périphérie extérieure de l'ébauche et une partie centrale plane, ainsi qu'il est décrit en détail ci-après- On peut noter également que l'ouverture de la matrice 41 est généralement de forme polygonale avec des angles un peu arrondis, de manière à donner une forme préliminaire polygonale à l'ébauche.
A ce poste, une matrice 47 est fixée dans un porte- m trice 48 solidaire du châssis et une tige 49 pouvant glisser à 1"intérieur de la matrice 47 est poussée vers l'extérieur par un ressort 50. La matrice 47 est munie,sur sa face avant, d'une cavité complémentaire de la cavité de l'ouverture de la matrice 41; cette cavité comprend des parties angulaires ou tronconiques 51 et 52, qui donnent, à la partie avant de l'ébauche, une forme générale de dôme, la paroi latérale du dôme étant cependant angulaire plutôt qu'arrondie . L'extrémité de la tige 49 est sensiblement plane, de sorte que la face extrême avant de l'écrou, au- dnssous des parties 51 et 52 en forme de dôme ou angulaire, soit sensiblement plane.
L'ébauche, à sa sortie du'poste 3, est représentée en 54 sur la fig. 8 du dessin. On voit que, lorsque l'ébauche atteint le poste 3, elle comporte des côtés généralement plans 55 avec des angles, arrondis ou non définis 56. La @
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face arrière de l'ébauche est munie d'une gorge ou d'un évi- deinent annulaire 57, cet évidement 'entourant une partie centrale plane 58; à l'extérieur de cet évidement annulaire, se trouve une partie périphérique plane relativement étroite
59, cette partie étant plus large aux angles arrondis de l'ébauche, où elle forme des surfaces planes.
On a. remarqué que la formation de 1'évidement ou gorge annulaire sur la face de l'ébauche qui doit devenir la face plane de l'écrou, règle le fluage du métal, de sorte qu'au poste suivant de la machine, les angles de l'écrou polygonal sont bien remplis et bien définis.
La partie inférieure de l'écrou comporte deux surfaces sensiblement annulaires 60 et 61, (ces surfaces étant formées par les parties 51 et 52 de la cavité de la matrice) de manière que l'ébauche ait une forme conique au-dpssous des surfaces latérales planes 55.
L'ébauche 54 est ensuite acheminée au poste 4 de la machine, où l'on termine la mise en forme de cette ébauche, l'opération de perçage restant à effectuer. A ce poste,une matrice libre 63 peut coulisser à l'intérieur d'un porte- matrice 64, la matrice étant poussée vers l'extérieur par un fort ressort 65. Dans l'ouverture de la matrice 63, sont montées des matrices intérieures 66 et 67. La matrice inté- rieurs 66 comporte une ouverture polygonale 68 dont les angles sont bien définis, pour donner à l'écrou terminé sa forme convenable.
Un poinçon 69 traverse la.matrice intérieure 67 ; poinçon comporte une extrémité réduite ou arrondie 70, qui s'enfonce dans la surface extérieure de l'ébauche, mais le contact de l'ébauche avec la face avant de la matrice intérieure 67 forme à ce poste une surface supérieure plane autour de la partie creuse formée par l'extrémité 70 du poinçon.
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A ce poste, le châssis est muni d'un poinçon fixe 71 porté par le porte-poinçon 72 ; poinçon comporte des faces polygonales 73 et une extrémité réduite 74 qui forme une cavité relativement profonde dans la face avant de l'ébauche . Il y a lieu de noter que l'extrémité travaillante du poinçon 71 est légèrement plus étroite que l'ouverture
68 de la matrice intérieure 66, de manière à laisser sur l'ébauche une petite surface qui ne vient pas en contact avec la face du poinçon , et à former ainsi un bord chan- freiné sur la face avant de l'ébauche.
Lorsque l'ébauche a été amenée dans l'axe des outils au poste 4 par le mécanisme de transport habituel, le châs- sis avance et le poinçon 71 pousse l'ébauche du mécanisme de transport dans l'ouverture 68 de la matrice intérieure 66. Le poinçon, qui continue à avancer, comprime l'ébauche entre les poinçons 69 et 71 et entre ce dernier et la face avant de la matrice intérieure 67; on oblige le métal de l'ébauche à fluer contre les parois polygonales de l'ouver- ture de la matrice et à remplir les angles vifs entre ces parois.
De même, la matrice 63 est poussée légèrement en arrière contre le ressort 65 de sorte que la partie arrière de l'ébauche est obligée de remonter au contact de l'extrémité du poinçon 69, forment ainsi une cavité dans la face arrière de l'ébauche, tandis que le reste de la face arrière prend une forme plane . Les extrémités des poinçons ont une forme telle que les deux cavités de l'ébau- che se trouvent chanfreinées, de manière à éviter la forma- tion de bavures lors du taraudage.
A ce moment, l'ébauche a la forme représentée sur la fig. 9 du dessin ; onvoit qu'elle comporte des faces planes 75 qui forment. entre elles des angles bien définis 76. La re face avant de l'ébauche est chanfreinée, comme/présentée en 77, et comporte une cavité relativement profonde 78. La face arrière de l'ébauche comprend une cavité centrale 79 @
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et une face plane 80 autour de cette cavité.
L'ébauche est ensuite transmise au poste 5 où s'ef- fectue le perçage . A ce poste, le châssis comporte un poinçon de perçage 82 qui coopère avec une matrice de main- tien 83 et une matrice-enclume 84, ces deux matrices étant placées sur un manchon fixe 85. Ainsi qu'on le voit sur la fig. 5 du dessin, la face avant de la matrice-enclume est plane, de manière à venir au contact de la face plane de l'ébauche --le l'écrou et cette matrice comporte une ouverture 86 pour recevoir la partie centrale poinçonnée de l'écrou . Ily a lieu de noter aussi que la matrice de maintien entoure seulement la partie arrière de l'ébauche pour empêcher cette partie de se dilater pendant l'opéra- tion de perçage .
Par cette disposition, la matrice de main- tien peut être constituée d'un seul bloc au lieu d'être en plusieurs pièces, et tandis qu'on empêche effectivement l'ébauche de se dilater ou de s'élargir, on la retire facilement de la matrice lors du retour en arrière du poin- çon et on l'extrait par l'extracteur habituel 87.
L'ébauche, à sa sortie du poste 5, est représentée en 88 sur la fig. 10 du dessin ; on voit qu'elle est munie 'd'une ouverture polie 89 pour recevoir un taraduage appro- prié, afin de parachever la fabrication de l'écrou . Sauf nour le perçage du trou, la configuration de l'écrou à sa sortie du poste 4 n'est pas modifiée au poste 5.
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