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" Filière et procédé pour sa fabrication "
La présente invention se rapporte aux filières et à leur fabrication, et plus particulièrement aux filières du type fendu ou non destinées à être fixées d'une manière interchangeable dans un outil à main ou dans un porte-filière tel qu'il est générale- ment utilisé sur un tour-revolver, sur un autre tour ou sur une machine à fileter.
Une filière est obtenue d'ordinaire par alésage et taraudage d'une ébauche provenant d'une tige cylindrique et dans laquelle sont pratiquées des rainures espacées sur le pourtour de l'alésage taraudé pour la formation d'un nombre correspondant de dents de coupe. Ces filières peuvent être circulairement continues, ou fendues pour permettre un réglage limité du diamètre, par exemple à l'aide d'un cône de dilatation ou d'une vis traversant un côté
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de la partie fendue et portant contre la face plane, de l'autre côté de la fente.
Ce procédé de fabrication des filières ne permet pas aisé- ment la taille des dents en dépouille à l'arrière des arêtes de coupe, et il est également difficile de biseauter les filets successifs vers l'intérieur en partant d'une face de la filière.
Ce procédé forme les,arêtes de coupe dans l'acier à proximité du centre de l'ébauche. De plus, les arêtes de coupe sont longitudi- nales au grain de l'acier. Enfin, chaque filière doit être usinée séparément.
Les différents buts de la présente invention consistent à créer une filière ayant des dents en dépouille et des arêtes de coupe correctement orientées, à former les filets avec des arêtes de coupe disposées d'une façon sensiblement transversale par rap- port au grain de l'acier, et de préférence dans l'acier à proximi- té de la face extérieure de la pièce de départ, et à permettre l' usinage simultané d'une série de filières.
Suivant le procédé, objet de l'invention, on donne tout d' abord à la filière la forme d'une lame ou d'un barreau métallique présentant sur une face des nervures ou saillies espacées les unes desutres, on forme dans les faces de ces saillies des filets orientés dans la direction générale de la longueur de la lame, mais légèrement inclinés par rapport à l'axe longitudinal de cette lame, que l'on cintre ensuite pour lui donner une forme annulaire fermée, les nervures étant dirigées vers l'intérieur et les faces présentant les filets étant situées sur un cercle, tandis que les filets inclinés sont situés sur un hélicoïde continu.
Les filets de forme désirée peuvent être facilement taillés dans chaque nervure ou saillie de la pièce et dépouillés simultané- ment, par exemple en dépla.çant légèrement l'axe de l'outil à tailler les filets vers l'arrière par rapport au milieu de la.
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nervure (en pa.rtant de l'arête de la nervure qui doit ultérieure- ment former l'arête coupante), cet agencement ayant pour but d' incliner la face de chaque nervure. On peut placer plusieurs pièces ou lames côte à côte pour tailler simultanément les filets dans les,nervures correspondantes. La coupe progressive à l'entrée de la.filière peut être obtenue par un biseau pratiqué aux extré- mités des nervures sur un côté de la pièce, par une opération d' usinage simple (avant cintrage), et selon un angle approprié avec l'axe longitudinal de la pièce.
Les filets peuvent être taillés à la fraise ou à la meule.
La face antérieure (face de coupe) de chaque nervure peut être formée avec précision par usinage de la pièce ou du barreau dans le sens transversal, ou au besoin selon un angle réduit par rapport à l'axe transversal de la pièce. Si nécessaire, les bavures prove- nant de l'usinage des filets peuvent être facilement éliminées de la face de coupe.
Pour empêcher la déformation des parties de la pièce portant les filets lors du cintrage, les parties intermédiaires de cette pièce peuvent être suffisamment réduites en épaisseur pour se prêter au cintrage . Le changementde l'épaisseur doit être progressif pour donner aux nervures des naissances résistantes, et le façonnage peut être facilement réalisé par usinage transversal de la pièce, sur une ou sur les deux faces.
En général, le pourtour extérieur de la filière achevée est cylindrique, et la pièce peut être exactement cintrée au diamètre extérieur nécessaire, si la face de cette pièce ne présentant pas de nervures est munie de parties convexes d'un rayon correspondant et exactement opposées aux nervures, tandis que les parties intermé- diaires reçoivent une courbure concave, l'ensemble de la pièce en forme de barreau recevant ainsi un profil de forme ondulée, les nervures se raccordant progressivement aux évidements sur la face supérieure.
Le cintrage peut être effectué à une température appropriée au traitement thermique nécessaire de la filière, de sorte que par un refroidissement approprié, tel que trempe à l'huile ou à l'eau par
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exemple, ou trempe à l'air, la, filière conserve la forme à laquelle elle a été amenée par cintrage, l'acier étant trempé simultanément. mais la. filière peut également subir un traitement thermique lors d'une opération ultérieure.
L'invention est donc matérialisée dans un procédé pour la fabrication de filières, consistant à chauffer la pièce en forme de barreau ou de lame, se présentant sous la forme précédemment décrite, à la cintrer pour lui donner une forme annulaire fermée, et à la refroidir alors en la maintenant sous cette forme. Le refroidissement peut être assuré par trempe à l'huile, à l'eau ou à l'a.ir, selon l'acier utilisé.
Pour l'obtention d'un centrage parfait des arêtes de coupe des filets, on effectue de préférence ce cintrage autour d'un mandrin présentant des nervures radiales coïncidant avec les par- ties de la bande comprises entre les nervures portant les filets.
L'une des nervures peut présenter un profil correspondant sensi- blement à la forme finale de l'une de ces parties, pour assurer une plus grande précision. Cette partie peut se trouver au milieu de la, pièce, dont les extrémités de part et d'autre de ce milieu forment des ailes qui sont ensuite cintrées autour du mandrin. Les autres nervures peuvent avoir une largeur moindre, pour permettre aux nervures de la pièce de passer par-dessus au cours du cintrage, la longueur radiale de ces autres nervures étant telle que les faces intérieures des parties intermédiaires correspondantes de la pièce soient amenées a,u diamètre nécessaire.
Après le cintrage, on peut exercer une pression axiale pour amener les côtés latéraux de la pièce dans des plans droits for- ment les faces frontales de la filière. Les dimensions extérieures de la filière peuvent en outre être obtenues avec une plus grande précision si la pièce est poussée axialement dans une cavité ayant les dimensions demandées, la même pression étant alors utilisée pour aplatir la filière. L'orifice de la cavité est évasé. On
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effectue la. trempe en maintenant la filière engagée dans cette cavité, et on la retire enfin du mandrin.
L'invention concerne également un appareil pour le cintrage des pièces en forme de barreau ou de lame, cet appareil comportant un mandrin muni de nervures radiales, et un dispositif pour le cintrage du barreau chauffé autour du mandrin, les nervures du mandrin engrenant avec les nervures de la pièce. Le cintrage peut être effectué de diverses manières, par exemple à l'aide de leviers, par un mouvement de rotation du mandrin par rapport à un rouleau et à un guide, ou par un mouvement de rotation de ce rou- leau et du guide autour du mandrin.
Pour/le cintrage à la, main, on peut utiliser par exemple deux leviers dont les extrémités intérieures sont articulées à proximi- tê du mandrin, avec un intervalle suffisant entre ces extrémités et le mandrin pour l'insertion de la partie médiane de la pièce en forme de barreau. De part et d'autre de l'articulation, les leviers sont incurvés pour former des cavités arrondies s'adaptant à peu près à la moitié du pourtour extérieur de la filière cintrée, ces coudes étant ensuite prolongés pour former des poignées.
La pièce non encore trempée peut être munie d'éléments per- mettant le réglage de la filière/cintrée et trempée, par exemple de trous borgnes devant coïncider avec les vis d'un outil à main, en vue de leur engagement. Les extrémités de la pièce peuvent être soudées ensemble pour former un pourtour continu.
Quoique le façonnage de la pièce puisse avoir lieu en partant d'un barreau uni de section rectangulaire, par fraisage, meulage ou autresopérations, ou encore par des combinaisons de ces opérations, on peut également laminer ou matricer la pièce pour lui donner à peu près la forme nécessaire à l'obtention des nervures et des parties intermédiaires, en laissant la faible épaisseur de matière nécessaire à l'usinage. On peut obtenir de cette manière la plupart des avantages précités, bien que le fa-
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çonnage préalable par laminage n'assure pas un alignement aussi précis des filets de coupe avec le grain du métal que l'usinage en partant d'un barreau laminé uni.
La, description qui va suivre, faite en regard des dessins annexes donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l' invention.
Les Figs. 1, 2 et 3 sont respectivement des vues en élévation latérale, d'extrémité et en plan d'un barreau laminé servant d'ébauche.
Les Figs. 4 et 5 sont des vues en élévation et en plan du fraisage d'une fa.ce de ce barreau.
La Fig. 6 est une vue en éléva.tion du fraisage de l'autre face du barreau.
Les Figs. 7 et 8 sont respectivement des vues en élévation latérale et en plan d'une pièce fraisée.
La Fig. 9 est une vue sur la face opposée à celle de la Fig. 8.
Les Figs. 10 et 11 sont respectivement des vues en éléva- tion et en plan du fraisage des dents de la filière.
Les Figs. 12 et 13 sont respectivement des vues en bout et en élévation latérale montrant le fraisage du biseau d'entrée des dents.
Les Figs. 14, 15, 16 montrent le biseau d'entrée appliqué à des sections différentes des dents.
La, Fig. 17 est une vue en plan de la pièce formant ébauche une fois les dents fraisées.
La Fig. 18 montre la pièce servant d'ébauche complètement fraisée et cintrée pour former une filière circulaire.
La Fig. 19 est une vue en élévation latérale de la. filière.
La Fig. 20 est une vue en plan et la Fig. 21 une vue en élévation la.térale (avec coupe partielle) d'une machine à com- mande manuelle pour le cintrage de la pièce servant d'ébauche.
Les Figs. 22 et 23 sont respectivement des vues en élévation
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latérale et de l'extrémité inférieure d'une partie des Fige.
20 et 21.
Les Figs. 24 et 5 sont des vues correspondantes d'une autre partie.
Les Figs. 26 et 27 sont des vues correspondantes montrant les parties des Figs.22 à 25 une fois assemblées.
Le barreau 1 que montrent les Fige. 1 à 3 a une longueur à peu près égale au périmètre Il de la filière circu- laire à fabriquer, et une largeur L légèrement supérieure à la profondeur de la filière (Fige. 18 et 19). L'autre dimension ± est suffisante pour permettre l'usinage du barreau sur les deux faces en vue de l'obtention du profil que montre la Fig. 7. Le barreau 1 reçoit un profil sinueux sur une face à l'aide d'une fraise d'une seule pièce 3 que montrent les Fige. 4 et 5. Une série de barreaux: 1 placés côte à coté sont de préférence fraisés en une seule opération.
Le barreau 1 est ensuite fraisé sur l'autre face pour recevoir le profil 4, à l'aide d'une fraise en plusieurs éléments 5 que montre la Fig. 6, la direction de coupe étant inclinée d'un léger angle d par rapport à la perpendiculaire, de la manière indiquée sur les Fige. 8 et 11 (les dents des fraises ne sont pas représentées sur le dessin).
Le profil 4 forme sur une face du barreau 1 quatre nervures 6 (Fige. 7 et 8) placées en regard des parties exté- rieures 7 du profil ondulé ou sinueux 2 de l'autre face. La courbure des parties 7 correspond à celle du pourtour circulaire qu'on désire obtenir par cintrage du barreau. Entre les nervures 6, le profil 4 épouse en 8 la forme de la partie intérieure 9 du profil 2, d'une courbure opposée à celle des parties 7. Les extrémités 10 du barreau ainsi façonné sont sensiblement perpen- diculaires aux extrémités des profile ! et 3. Ainsi que l'indique la Fig. 8, ces extrémités forment également un petit angle 4 par rapport à la normale à l'axe longitudinal du barreau. Le
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chiffre de référence 1 sera maintenu pour toutes les opérations de façonnage et de manipulation du barreau ou de l'ébauche.
Les nervures 6 sont munies de dents de filetage 11 à l'aide de la fraise hélicoïdale 12, de la manière représentée sur les Figs. 10 et 11.L'age de la fraise 12 est reculé par rapport à l'axe central 13 de chaque nervure, de façon que la normale 14 forme un angle a avec la verticale. Il en résulte que la face dentelée 15 formée sur chaque nervure 6 reçoit une inclinaison correspondante par rapport à l'horizontale, de la manière indiquée en .1: (Figs. 7 et 10). Les faces des nervures formées par la fraise 5 peuvent recevoir une inclinaison à peu près égale à f pour réduire la quantité de matière que doit enlever la fraise 12, Mais, étant donné que les faces 15 doivent être finalement façonnées par la fraise 12. il n'est pas essentiel que la fraise 5 taille initialement les faces 15.
La Fig. 6 montre donc la fraise 5 quittant les faces non rectifiées des nervures.
La fraise 12 peut agir simultanément sur les nervures correspondantes 6 d'une série de barreaux 1, de la manière indiquée sur la Fig. 11, les faces antérieures et postérieures 16, 17 des nervures étant alignées pour tenir compte du petit angle ± que forme chaque nervure avec la perpendiculaire, et l'axe de la fraise 12 étant parallèle à ces faces.
Pour tailler certaines matières, la face 16 peut être autre que perpendiculaire à la longueur des filets 11. Pour le fraisage initial du profil 4, on peut facilement prévoir un angle 1 quelconque (même nul).
Pour chaque nervure 6 d'un même barreau, les filets sont fraisés en une opération séparée, l'axe longitudinal des dents 11 n'étant pas seulement perpendiculaire aux faces 16,17 (Fig. 17), mais légèrement avancé d'une nervure à l'autre le long du barreau, ainsi qu'on peut le voir sur les Figs. 12, 14,
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16 et 17. Il en résulte que, lorsque le barreau est cintré pour recevoir une forme circulaire (Fig. 18), les dents correspon- dantes des nervures consécutives sont situées sur un hélicoïde continu.
Avant le cintrage du barreau, on perce un ou plusieurs trous borgnes 18 dans la face profilée 2, pour l'entraînement ou le réglage du calibre, et une extrémité de chaque nervure est entamée par une fraise 19 (Figs. 12 et 13) pour former un biseau 20 s'étendant par exemple sur les arêtes de trois dents, ce biseau étant sensiblement parallèle à la face inclinée 15.
Le barreau est alors prêt à être cintré à la forme circulaire que montre la Fig. 18, les extrémités 10 étant séparées par une fente étroite .il, ou étant éventuellement en contact en vue de leur soudure et de l'obtention d'une pièce annulaire fermée. Grâce aux faces inclinées 15 des nervures dentelées, les crêtes 22 des dents sont situées sur un même cercle ou cylindre 23, et les dents sont dépouillées en arrière de ces crêtes. Les parties 8 du barreau comprises entre les nervures déterminent la forme des évidements 24 qui sont destinés à laisser passer les copeaux enlevés par les dents 11.
Ces évidements peuvent donc recevoir des dimensions appréciables et le raccordement progressif avec les nervures 6 leur donne une naissance résistante partant de la partie périphérique sensiblement circulaire de la filière. Ainsi que le montre la Fig. 9, les extrémités 10 présentent toujours le petit angle 4 de leur façonnage initial, et sont donc parallèles entre elles.
Les fibres du barreau initial 1 étant parallèles à la longueur de ce barreau, les dents 11 sont elles-mêmes sensible-*- ment parallèles aux fibres.
Au lieu d'utiliser comme ébauche un barreau laminé rectiligne, on peut également employer un barreau déjà façonné sur une ou sur les deux faces, le façonnage pouvant être
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réalisé par laminage ou matriçage pour obtenir la forme que montre la Fig. 7, ce mode de façonnage présentant cet avantage que les outils d'usinage ne doivent plus enlever qu'un minimum de matière, les fibres n'étant pas nécessairement orientées suivant l'axe longitudinal des dents achevées 11.
Après le cintrage et la trempe de la pièce, le pour- tour 25 est meulé à la cote exacte, de même que les faces 26, de préférence avec un léger biseau 27. Si on le désire, la face antérieure 16 peut être meulée,de même que les filets 11, mais, en général, il est possible d'obtenir, après le cintrage du barreau et la trempe, des filets ayant le même ordre de précision que dans une filière de taille correspondante fabriquée par alésage et taraudage, aucun finissage des filets n'étant alors nécessaire.
Le cintrage du barreau peut être effectué dans une machine telle que la montrent les Figs. 20 et 21, comportant un socle 30 portant un pivot commun 31 pour deux leviers 32 respectivement incurvés en 33 à proximité du pivot pour s'adap- ter à une moitié du pourtour extérieur désiré de la filière, avec une tolérance appropriée pour le meulage final de cette filière à la cote exacte. Les leviers sont manoeuvrés autour du pivot 31 à l'aide de poignées 34, jusqu'à ce que les parties courbées forment un cercle sensiblement complet coaxial à un orifice 35 pratiqué dans le socle 30. En regard de l'orifice 35 est monté un piston 36 guidé dans un bossage 37 faisant corps avec une plaque 38 portée par des colonnes 39 reposant sur le socle 30.
Ce piston peut être déplacé verticalement à l'aide d'un levier 40 articulé en 41 sur une chape 42, et qui présente un trou allongé 43 engagé sur un axe 44 encastré dans des trous 45 pratiqués dans l'extrémité supérieure fendue 46 du piston 36.
Un mandrin 47 est maintenu aligné avec l'extrémité
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inférieure du piston 36 par une tige 48 ajustée dans un alésage 49 et fixée par une goupille transversale 50. En coupe transver- sale, le mandrin se présente sous la forme que montre la Fig.45.
Il est muni de trois nervures radiales étroites 51 et d'une quatrième nervure plus large 52, les quatre nervures étant réparties sur son pourtour à des distances égales. Le profil de la nervure 52 correspond exactement à celui de la face intérieure de l'une des parties intermédiaires 8 du barreau 1 après le cintrage de celui-ci. La longueur de la tête profilée du mandrin 47 est sensiblement supérieure à la largeur du barreau. Si les nervures 6 sont orientées selon un angle d, les nervures 51, 52 du mandrin doivent être orientées selon un angle similaire.
Le barreau 1, porté à une température appropriée pour le cintrage et la trempe, est inséré symétriquement entre la nervure profilée 52 du mandrin 47 et le pivot 31 (Fig. 20). On fait ensuite pivoter les leviers 32 autour du pivot 31 pour enrouler ou pour plier les deux ailes du barreau autour du mandrin, la nervure 52 déterminant le cintrage initial de la partie médiane 8 du barreau. Les nervures 51 constituent des butées pour les autres parties intermédiaires 8, et elles interviennent pour que le profil initial sinueux 2 soit sensi- blement amené à la forme circulaire dans les coudes semi- circulaires 33 qui les entourent.
Le cintrage du barreau peut ne pas suffire pour amener les extrémités 10 exactement en regard l'une de l'autre. On abaisse donc le piston 36 pour exercer une pression axiale sur la pièce encore chaude. La face extrême 53 du piston présente quatre saillies 54 placées entre les nervurea 51, 52 du mandrin 47 (Fig. 27). Elles occupent donc une position dans laquelle elles viennent en contact avec les quatre nervures 6 sur une face de la pièce cintrée.
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La pression exercée par le piston fait pénétrer la pièce cintrée dans la cavité 35, dont la partie supérieure est évasée en 55 et se raccorde à une partie inférieure cylindrique 56 d'un diamètre sensiblement égal au diamètre brut de la pièce cintrées La pression nécessaire à l'insertion de la pièce dans la partie cylindrique 56 fait que les facea supérieure et inférieure 26 de cette pièce sont rendues sensiblement parallèles entre elles, et que les extrémités 10 sont amenées à l'espacement désiré ou même appliquées l'une contre l'autre.
Alors qu'elle est engagée dans la partie 56, la pièce cintrée est trempée, et elle peut ensuite être éjectée par un abaissement supplémentaire du piston 36.
On peut également effectuer le cintrage de la pièce dans une pressée, piston maintenant la pièce sur un mandrin de la manière décrite, comportant des poussoirs latéraux agencés pour enrouler successivement les différentes parties de la pièce autour du mandrin. Le mandrin peut également être monté à rotation pour faire passer la pièce dans un couloir qui l'oblige à s'enrouler autour du mandrin. Un côté de ce couloir peut être constitué par un rouleau autour duquel est placé un guide incurvé et concentrique formant l'autre côté du couloir. Dans une autre variante, le mandrin peut être immobile, tandis que le rouleau et (ou) le guide tournent autour du mandrin.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de mise en oeuvre et de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences mécaniques.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Industry and process for its manufacture"
The present invention relates to dies and their manufacture, and more particularly to dies of the split or non-split type intended to be fixed interchangeably in a hand tool or in a die holder as it is generally. used on a revolver, on another lathe or on a threading machine.
A die is usually obtained by boring and tapping a blank from a cylindrical shank and having grooves spaced around the circumference of the tapped bore to form a corresponding number of cutting teeth. These dies can be circularly continuous, or slotted to allow limited adjustment of the diameter, for example using an expansion cone or a screw passing through one side.
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of the slit part and bearing against the flat face, on the other side of the slit.
This method of manufacturing the dies does not easily allow the cutting of the flank teeth behind the cutting edges, and it is also difficult to bevel the successive threads inwards starting from one face of the die. .
This process forms the cutting edges in the steel near the center of the blank. In addition, the cutting edges are longitudinal to the grain of the steel. Finally, each die must be machined separately.
The various objects of the present invention are to provide a die having flank teeth and correctly oriented cutting edges, to form the threads with cutting edges disposed substantially transversely to the grain of the grain. steel, and preferably in steel near the outer face of the starting part, and to allow simultaneous machining of a series of dies.
According to the process, which is the subject of the invention, the die is first of all in the form of a blade or of a metal bar having on one face ribs or protrusions spaced apart from one another, and in the faces of these protrusions of the threads oriented in the general direction of the length of the blade, but slightly inclined relative to the longitudinal axis of this blade, which is then bent to give it a closed annular shape, the ribs being directed towards the 'interior and the faces with the threads being located on a circle, while the inclined threads are located on a continuous helicoid.
Threads of desired shape can be easily cut from each rib or protrusion of the work and stripped simultaneously, for example by moving the axis of the thread cutting tool slightly backwards from the middle of the workpiece. the.
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rib (starting from the edge of the rib which will subsequently form the cutting edge), the purpose of this arrangement is to incline the face of each rib. Several pieces or blades can be placed side by side to simultaneously cut the threads in the corresponding ribs. The progressive cut at the entry of the thread can be obtained by a bevel made at the ends of the ribs on one side of the part, by a simple machining operation (before bending), and at an appropriate angle with the longitudinal axis of the part.
The fillets can be cut with a milling cutter or a grindstone.
The anterior face (cutting face) of each rib can be formed with precision by machining the part or the bar in the transverse direction, or if necessary at a reduced angle with respect to the transverse axis of the part. If necessary, burrs from thread machining can be easily removed from the cutting face.
To prevent deformation of the parts of the part bearing the threads during bending, the intermediate parts of this part can be sufficiently reduced in thickness to be suitable for bending. The change in thickness must be gradual to give the ribs strong births, and shaping can be easily achieved by transverse machining of the part, on one or both sides.
In general, the outer circumference of the completed die is cylindrical, and the part can be exactly bent to the required outside diameter, if the face of this part without ribs is provided with convex parts of a corresponding radius and exactly opposite to them. ribs, while the intermediate parts receive a concave curvature, the whole of the bar-shaped part thus receiving a profile of corrugated shape, the ribs gradually connecting to the recesses on the upper face.
Bending can be carried out at a temperature suitable for the necessary heat treatment of the die, so that by suitable cooling, such as oil or water quenching by
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example, or air quenching, the die retains the shape to which it has been brought by bending, the steel being quenched simultaneously. but the. die can also undergo heat treatment during a subsequent operation.
The invention is therefore embodied in a process for the manufacture of dies, consisting in heating the part in the form of a bar or blade, in the form previously described, in bending it to give it a closed annular shape, and in the then cool, keeping it in this form. Cooling can be provided by quenching in oil, water or air, depending on the steel used.
In order to obtain perfect centering of the cutting edges of the threads, this bending is preferably carried out around a mandrel having radial ribs coinciding with the parts of the strip included between the ribs carrying the threads.
One of the ribs may have a profile corresponding substantially to the final shape of one of these parts, in order to ensure greater precision. This part may be in the middle of the part, the ends of which on either side of this middle form wings which are then bent around the mandrel. The other ribs may have a smaller width, to allow the ribs of the part to pass over them during bending, the radial length of these other ribs being such that the inner faces of the corresponding intermediate parts of the part are brought to, u required diameter.
After bending, axial pressure can be exerted to bring the lateral sides of the part into straight planes forming the end faces of the die. The outer dimensions of the die can also be obtained with greater precision if the part is pushed axially into a cavity having the required dimensions, the same pressure then being used to flatten the die. The orifice of the cavity is flared. We
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perform the. quenching while maintaining the die engaged in this cavity, and it is finally withdrawn from the mandrel.
The invention also relates to an apparatus for the bending of parts in the form of a bar or blade, this apparatus comprising a mandrel provided with radial ribs, and a device for bending the heated bar around the mandrel, the ribs of the mandrel meshing with the ribs of the part. The bending can be effected in various ways, for example by means of levers, by a rotational movement of the mandrel with respect to a roller and a guide, or by a rotational movement of this roll and the guide around. of the chuck.
For bending by hand, it is possible, for example, to use two levers, the inner ends of which are articulated near the mandrel, with a sufficient space between these ends and the mandrel for the insertion of the middle part of the part. bar shaped. On either side of the joint, the levers are curved to form rounded cavities which adapt approximately to half of the outer periphery of the curved die, these elbows then being extended to form handles.
The not yet hardened part can be provided with elements allowing the adjustment of the die / bent and hardened, for example blind holes which must coincide with the screws of a hand tool, for their engagement. The ends of the part can be welded together to form a continuous perimeter.
Although the shaping of the part can take place starting from a plain bar of rectangular section, by milling, grinding or other operations, or even by combinations of these operations, we can also roll or stamp the part to give it roughly the shape necessary to obtain the ribs and the intermediate parts, while leaving the small thickness of material necessary for machining. Most of the above advantages can be obtained in this way, although the fa-
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Pre-milling by rolling does not ensure as precise alignment of the cutting threads with the grain of the metal as machining from a smooth rolled bar.
The description which will follow, given with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples, will make it possible to better understand the invention.
Figs. 1, 2 and 3 are side elevation, end and plan views, respectively, of a rolled bar serving as a blank.
Figs. 4 and 5 are views in elevation and in plan of the milling of a fac.ce of this bar.
Fig. 6 is an elevation view of the milling of the other face of the bar.
Figs. 7 and 8 are side elevational and plan views of a milled part, respectively.
Fig. 9 is a view on the face opposite that of FIG. 8.
Figs. 10 and 11 are elevation and plan views, respectively, of the milling of the die teeth.
Figs. 12 and 13 are end and side elevational views, respectively, showing the milling of the entry bevel of the teeth.
Figs. 14, 15, 16 show the entry bevel applied to different sections of the teeth.
The, Fig. 17 is a plan view of the part forming a blank after the teeth have been milled.
Fig. 18 shows the part serving as a blank completely milled and bent to form a circular die.
Fig. 19 is a side elevational view of the. Faculty.
Fig. 20 is a plan view and FIG. 21 a la.térale elevational view (with partial section) of a manually operated machine for bending the workpiece serving as a blank.
Figs. 22 and 23 are respectively elevation views
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lateral and lower end of part of the Fige.
20 and 21.
Figs. 24 and 5 are corresponding views of another part.
Figs. 26 and 27 are corresponding views showing the parts of Figs. 22 to 25 when assembled.
Bar 1 shown by the Figs. 1 to 3 has a length approximately equal to the perimeter II of the circular die to be manufactured, and a width L slightly greater than the depth of the die (Figs. 18 and 19). The other dimension ± is sufficient to allow machining of the bar on both sides with a view to obtaining the profile shown in FIG. 7. The bar 1 receives a sinuous profile on one face using a one-piece cutter 3 shown in Figs. 4 and 5. A series of bars: 1 placed side by side are preferably milled in a single operation.
The bar 1 is then milled on the other face to receive the profile 4, using a milling cutter 5 in several parts shown in FIG. 6, the cutting direction being inclined at a slight angle d with respect to the perpendicular, as shown in the Figs. 8 and 11 (the teeth of the cutters are not shown in the drawing).
The profile 4 forms on one face of the bar 1 four ribs 6 (Figs. 7 and 8) placed opposite the external parts 7 of the corrugated or sinuous profile 2 on the other face. The curvature of the parts 7 corresponds to that of the circular periphery which is desired to be obtained by bending the bar. Between the ribs 6, the profile 4 matches in 8 the shape of the inner part 9 of the profile 2, with a curvature opposite to that of the parts 7. The ends 10 of the bar thus shaped are substantially perpendicular to the ends of the profiles! and 3. As shown in FIG. 8, these ends also form a small angle 4 with respect to the normal to the longitudinal axis of the bar. The
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reference number 1 will be maintained for all shaping and handling operations of the bar or the blank.
The ribs 6 are provided with thread teeth 11 using the helical milling cutter 12, as shown in Figs. 10 and 11. The age of the cutter 12 is set back relative to the central axis 13 of each rib, so that the normal 14 forms an angle α with the vertical. As a result, the serrated face 15 formed on each rib 6 receives a corresponding inclination with respect to the horizontal, as indicated in .1: (Figs. 7 and 10). The faces of the ribs formed by the cutter 5 can be given an inclination approximately equal to f to reduce the amount of material which the cutter 12 has to remove, but since the faces 15 must ultimately be shaped by the cutter 12. It is not essential that the cutter 5 initially cuts the faces 15.
Fig. 6 therefore shows the cutter 5 leaving the non-ground faces of the ribs.
The cutter 12 can act simultaneously on the corresponding ribs 6 of a series of bars 1, in the manner indicated in FIG. 11, the anterior and posterior faces 16, 17 of the ribs being aligned to take account of the small angle ± formed by each rib with the perpendicular, and the axis of the cutter 12 being parallel to these faces.
To cut certain materials, the face 16 can be other than perpendicular to the length of the threads 11. For the initial milling of the profile 4, one can easily provide any angle 1 (even zero).
For each rib 6 of the same bar, the threads are milled in a separate operation, the longitudinal axis of the teeth 11 not only being perpendicular to the faces 16,17 (Fig. 17), but slightly forward of a rib. to the other along the bar, as can be seen in Figs. 12, 14,
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16 and 17. As a result, when the bar is bent to receive a circular shape (Fig. 18), the corresponding teeth of the consecutive ribs are located on a continuous helicoid.
Before the bending of the bar, one or more blind holes 18 are drilled in the profiled face 2, for driving or adjusting the gauge, and one end of each rib is opened by a cutter 19 (Figs. 12 and 13) for form a bevel 20 extending for example over the edges of three teeth, this bevel being substantially parallel to the inclined face 15.
The bar is then ready to be bent to the circular shape shown in Fig. 18, the ends 10 being separated by a narrow slot .il, or possibly being in contact with a view to their welding and obtaining a closed annular part. Thanks to the inclined faces 15 of the serrated ribs, the ridges 22 of the teeth are situated on the same circle or cylinder 23, and the teeth are stripped behind these ridges. The parts 8 of the bar included between the ribs determine the shape of the recesses 24 which are intended to allow the chips removed by the teeth 11 to pass.
These recesses can therefore be given appreciable dimensions and the progressive connection with the ribs 6 gives them a resistant birth starting from the substantially circular peripheral part of the die. As shown in Fig. 9, the ends 10 still have the small angle 4 of their initial shaping, and are therefore parallel to each other.
The fibers of the initial bar 1 being parallel to the length of this bar, the teeth 11 are themselves sensitive - * - ment parallel to the fibers.
Instead of using a straight rolled bar as a blank, it is also possible to use a bar already shaped on one or both sides, the shaping being able to be
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produced by rolling or stamping to obtain the shape shown in FIG. 7, this shaping mode having the advantage that the machining tools no longer have to remove a minimum of material, the fibers not necessarily being oriented along the longitudinal axis of the finished teeth 11.
After bending and tempering the part, the rim 25 is ground to exact size, as are the faces 26, preferably with a slight bevel 27. If desired, the front face 16 can be ground, the same as the threads 11, but, in general, it is possible to obtain, after the bending of the bar and the quenching, threads having the same order of precision as in a die of corresponding size manufactured by boring and tapping, no no finishing of the nets then necessary.
The bending of the bar can be carried out in a machine such as shown in Figs. 20 and 21, comprising a base 30 carrying a common pivot 31 for two levers 32 respectively curved at 33 near the pivot to adapt to one half of the desired outer circumference of the die, with an appropriate tolerance for the final grinding of this sector at the exact price. The levers are maneuvered around the pivot 31 by means of handles 34, until the curved parts form a substantially complete circle coaxial with an orifice 35 made in the base 30. Opposite the orifice 35 is mounted a piston 36 guided in a boss 37 integral with a plate 38 carried by columns 39 resting on the base 30.
This piston can be moved vertically by means of a lever 40 articulated at 41 on a yoke 42, and which has an elongated hole 43 engaged on a pin 44 embedded in holes 45 made in the upper end slotted 46 of the piston. 36.
A mandrel 47 is kept aligned with the end
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lower part of the piston 36 by a rod 48 fitted in a bore 49 and fixed by a transverse pin 50. In cross section, the mandrel is in the form shown in Fig. 45.
It is provided with three narrow radial ribs 51 and a wider fourth rib 52, the four ribs being distributed around its perimeter at equal distances. The profile of the rib 52 corresponds exactly to that of the inner face of one of the intermediate parts 8 of the bar 1 after the bending thereof. The length of the profiled head of the mandrel 47 is substantially greater than the width of the bar. If the ribs 6 are oriented at an angle d, the ribs 51, 52 of the mandrel should be oriented at a similar angle.
The bar 1, brought to a temperature suitable for bending and tempering, is inserted symmetrically between the profiled rib 52 of the mandrel 47 and the pivot 31 (Fig. 20). The levers 32 are then rotated around the pivot 31 in order to wind or to bend the two wings of the bar around the mandrel, the rib 52 determining the initial bending of the middle part 8 of the bar. The ribs 51 constitute stops for the other intermediate parts 8, and they intervene so that the initial sinuous profile 2 is substantially brought to the circular shape in the semi-circular elbows 33 which surround them.
The bending of the bar may not be sufficient to bring the ends 10 exactly opposite one another. The piston 36 is therefore lowered to exert axial pressure on the still hot part. The end face 53 of the piston has four projections 54 placed between the ribs 51, 52 of the mandrel 47 (Fig. 27). They therefore occupy a position in which they come into contact with the four ribs 6 on one side of the bent part.
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The pressure exerted by the piston causes the bent part to penetrate into the cavity 35, the upper part of which is flared at 55 and connects to a cylindrical lower part 56 of a diameter substantially equal to the gross diameter of the bent part The pressure necessary to the insertion of the part into the cylindrical part 56 causes the upper and lower facea 26 of this part to be made substantially parallel to each other, and that the ends 10 are brought to the desired spacing or even applied against each other. other.
While engaged in part 56, the bent part is quenched, and it can then be ejected by further lowering of piston 36.
The part can also be bent in a press, piston holding the part on a mandrel in the manner described, comprising lateral pushers arranged to successively wind the different parts of the part around the mandrel. The mandrel can also be rotatably mounted to pass the workpiece through a passage that forces it to wrap around the mandrel. One side of this corridor can be constituted by a roller around which is placed a curved and concentric guide forming the other side of the corridor. In another variant, the mandrel can be stationary, while the roller and (or) the guide rotate around the mandrel.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments and embodiments described in the field of mechanical equivalences.
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