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MACHINE ET PROCEDE POUR DECOUPER DES TOLES PAR ROGNAGE.
La présente invention est relative aux machines à perforer et, plus particulièrement, à un nouveau procédé et une nouvelle machine pour découper des tôles par rognageo
On utilise dans l'industrie divers procédés de découpage des pièces de tôles contournées qui sont d'utilisation courante dans le commerce.
Pour la production en grande série, on emploie généralement des matrices mâle et femelle qui découpent la pièce en une ou deux opérations, ou davan- tage, selon sa nature. Ceci constitue le procédé et l'outillage utilisés dans toutes les industries de grande série. -Toutefois, cette forme coûteu- se d'outillage n'est pas justifiée dans la plus grande partie des applica- tions compte tenu de la production probable du nombre de pièces à fabri- quer.' Par exemple, dans la production en série de moyenne importance, on remédie en général au prix élevé ci-dessus mentionné, découlant de l'utili- sation de matrices définitives, en utilisant des matrices temporaires pour obtenir la pièce.
La durée de ces matrices temporaires est.courte et la. pièce qu'elles produisent nécessite en général des opérations de finissage., En raison des frais d'outillage, l'on a recours en général, pour la produc- tion de petite série, à des scies, cisailles à main, ou autres types d'ou- tils à main, en vue d'obtenir une pièce approximativepuis on achève le tra- vail en finissant le bord de la pièce à la lime ou au moyen d'autres opéra- Lions à la maino Au cours des dernières années, on a constaté le développe- ment du procédé de découpage par rognage pourries productions de petite et moyenne série, du fait que la plus grande rapidité de l'opération de per- foration rend ce procédé plus économique que le recours à quelques matrices et au travail à la main.
Toutefois, étant donné que le travail de rognage est généralement effectué avec un poinçon rond, on obtient toujours un bord non fini si l'on opère à la vitesse maximum de rognage. C'est-à-dire que si la vitesse d'avancement de l'opération de rognage est élevée, la forme circulaire du poinçon laisse un bord festonné ou dentelé, le long de la pièce, lequel doit être dressé si l'on désire un bord fini. On peut remé- dier quelque peu à cet inconvénient en ralentissant la vitesse d'avancement de la pièce, de manière à obtenir un bord très finement dentelé, qui est suffisant dans beaucoup de cas et ne nécessite pas d'opérations ultérieures.
Il est évident toutefois que si la vitesse d'avancement est lente, on prd
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en grande partie les avantages du rognage et que l'on pourrait tout aussi bien avoir recours au sciage ou à un autre procédé de préparation de l'ouvrage, à moins que le bord dentelé dû aux conditions d'avancement à grande vitesse puisse être caché à la vue. En raison des difficultés ci-dessus, beaucoup de Sociétés ont abandonné l'emploi de pièces rognées pour celles des pièces qui doivent apparaître à la vue du client.
Tou- tefois, en raison du prix peu élevé du rognage, ces Sociétés ont continué d'utiliser des pièces rognées là où elles peuvent être cachées à la vue du client, de telle sorte que leur bord dentelé ne constitue plus un incon- véniento En outre, quelques sociétés ont utilisé un poinçon oblong ou rec- tangulaire pour rogner le long d'une ligne droite ou des extrémités arron- dies exposées à la vue, attendu que les séries de parties droites découpées en ligne droite ou à la périphérie de la pièce découpée ont un aspect géné- ralement satisfaisant et ne nécessitent pas d'opération ultérieure de finis- sage.
Il apparaîtra évident aux hommes de l'art que là où l'on peut cacher le bord dentelé d'une pièce contournée ou utiliser un poinçon plat pour une ligne droit% ou de rayon fixe, on peut employer le procédé de rognage selon la pratique actuelleo Toutefois,.il apparaîtra tout de sui- te que ceci exclut le rognage d'une grande partie de la production de petite ou moyenne série, en raison de ce qu'elle emploie des contours variés et qu'elle est visible.
Une autre difficulté rencontrée dans le rognage à grande vitesse de perforation résulte de la nécessité où l'on se trouve d'enlever plus sou- vent le poinçon et la matrice en vue de leur affûtage ou de leur remplace- ment. La perte excessive de temps qu'entraîne ce remplacement élève le prix de revient du rognage. Pour remédier à cet inconvénient, la machine selon l'invention a été conçue sous la forme d'un ensemble autonome, analogue à la machine à perforer à changement rapide représentée à la fig. 15 du bre- vet des Eo U. Ao N 2.364.011. Ce brevet est une variante du brevet Eo U. A. de base N 1.955.866 et tous deux sont la propriété de la demanderesse.
Toutefois, la vitesse élevée de perforation lors du rognage donne lieu à une difficulté qui a été éprouvée avec ce type de machine et résultant de l'émoussage rapide du poinçon et de la matriceo Etant donné que des poinçons et matrices émoussées augmentent grandement la force d'arrachement nécessaire par rapport à celle nécessitée dans le cas de poinçons et matrices à bords nets, la pression d'arrachement change rapidement au cours du rognage, en raison de l'émoussage rapide du poinçon et de la matrice, L'opération con- tinue alternative a lieu à raison de 165 à 800 courses par minute et cette vitesse empêche de déceler l'émoussage d'un poinçon à l'instant où il ne peut s'arracher, de telle sorte qu'il peut en résulter une avarie, ainsi qu' il sera décrit par la suite.
Dans une opération unique de perforation, le coulisseau s'arrête à la fin de chaque perforation, si bien que 19on peut déceler un poinçon émoussé du fait que le ressort d'arrachement ne peut pas retirer le poinçon de l'ouvragea On peut alors enlever le poinçon et le remplacer ou 1'affûter sans provoquer d'avarieo
Lorsqu'un poinçon adhère à la pièce au cours de l'opération de rognage, il peut s'en retirer subitement au moment où le coulisseau est si- tué au sommet de sa course, en permettant au poinçon de frapper le coulis- seau suffisamment fort pour endommager le poinçon ou le coulisseau.
Si 1-'on utilise le dispositif autonome de rognage dans une presse à longue course de travail, l'intervalle qui existe entre la tête du poinçon et le coulis- seau, dans sa position supérieure, peut être suffisant pour permettre au poinçon de sauter complètement hors du support et la course suivante du cou- lisseau peut provoquer une avarie sérieuse et constituer un danger pour le conducteur de la machine. Bien qu'on puisse utiliser un ressort plus fort il peut encore se produire une adhérence et la force d'inertie accumulée dans ce ressort fait qu'il se retire plus énergiquement, en chassant le poinçon hors du support. En outre, un ressort plus fort est en' général da- vantage soumis à la fatigue et il accroît la charge de perforation imposée à la machine.
Bien que des procédés en vue de contraindre les ressorts sous une tension initiale se soient montrés modérément avantageux pour des
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ùnités à trou unique;, le fonctionnement continu du cycle de rognage sempé± cbe leur utilisation pour les poinçons de rognageo Vinventicna pour objets - un poinçon et une matrice combinés de rognage qui assurent un bord fini, quel que soit le contour le long duquel ils travaillent, tout en permettant une vitesse maximum de fonctionnement de la machine pouvant être fabriqués facilement, dans lesquels celui des éléments que l'on peut le plus facilement remplacer est muni de dégagements variables destinés
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à s'adapter aux diverses épaisseurs des pièces à travailler,
- un poinçon et une matrice qui puissent rogner autour d'une pièce maintenue entre des axes fixes, ou autour d'un gabarit, - qui puissent être installés dans un support autonome,
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L?invention a également pour objet un dispositif élastique en vue de 19arrachement du poinçon hors de l'ouvrage, susceptible d'adapter la force d'arrachement à toute épaisseur de 19ouvr-age,
Elle se propose également de réduire l'énergie dynamique après l'arrachement.
Elle a également pour objets g - un nouveau dispositif de clavetage destiné à maintenir en alignement un poinçon profilé et sa matrice., - un nouvel appareil et un nouveau procédé de rognage dans les- quels ce sont le poinçon et la matrice plutot que la pièce qui tournent en
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rapport avec la vitesse désirée d'avancementa
L'invention a enfin pour objet un nouvel appareil et un nouveau procédé de rognage autour de gabarits mobiles, de gabarits fixes et selon une ligne tracée à la pointe.
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Aux dessins annexé s donnés uniquement à titre dexemple Figo 1 est une élévation latérale de l'ensemble du poinçon et de la matrice selon 1?invention, adapté à un support tel que celui décrit
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aux brevets Eo Iso Ao N 109550866 et 2036ò011 précités et représentant un prooédé de rognage d'une pièce à 1-'aide d'un gabarit juxtaposé.
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Frigo 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de Fig. 1. montrant la dispositicn relative du poinçon de sa tête réglable, des ressorts darra;$, chement emboîtés;, du guide d8oe&nachement et de la matrice selon l'inven- tion, et représentant la clavette qui traverse le guide d.!'#.r rachement en vue de guider le poinçon et la matrice par rapport 'au supporta conformément au procédé selon l'invention, pour le rognage à 1-'aide de gabarits ou axes fixes,
Fige 3 est une vue en perspective du poinçon, représentant la partie en forme de clavette destinée à claveter le poinçon sur la matrice,
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et les surfaces adjacentes de rognage et de découpage dudit poinçon" F.ga 4 est une coupe selon la ligne 4- 4 de Figo 2s représen- tant la partie,
demi-ronde du poinçon et le manchon de guidage encoche qui permet la juxtaposition du gabarit et de la surface plate du poinçon,
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rigo 5 est une vue analogue, en coupe suivant 5m59 Figo 2 ré- présentant une partie de la matrice en deux pièces-et faisant ressortir le jeu qui y est ménagé en vue du dégagement des bavures,
Fig. 5A représente la matrice en deux pièces et le dégagement prévu en vue de 1:
évacuation d'une bavure à travers la matrice, pendant l'a- vancement de la pièce, Figo 6 est une coupe suivant 6-6 Fige 2 représentant les coulis-
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ses de clavette prévues dans le support et 19axe coulissant destiné à cla- veter le poinçon sur le support et à le retenir sur le guide,
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Fig. 7a est une coupe représentant Inaction du poinçon lors de sa première cour de rognage,
Figo 7b représente la découpure faite dans la pièce et qui est évacuée lors de cette course,
Fig.
7c est une vue prise après plusieurs opérations de rogna- ge. montrant la manière dont les découpures s'empilent puis tombent une par une, sur le côté de la clef du poinçon, Figo 8 représente le dispositif de rognage et son procédé duti- lisation .permettant de découper une pièce carrée le poinçon est représen- té au moment où il va découper un segment circulaire, après quoi il contour- nera un coin pour amorcer un autre côté de la pièce carrée,
Figo 9 représente le poinçon contournant le coin et la pièce car- rée obtenue par découpage,
Figo 10 est une vue partielle représentant le dispositif en train de découper un contour extérieur convexe et amorçant ledit contour à partir d'un trou pratiqué dans la pièce,
Figo 11 est une vue analogue mais dans laquelle la section de découpage du poinçon présente une convexité au lieu d'une partie droite, de manière à obtenir un bord pratiquement fini sur le côté intérieur concave de la pièce,
Figo 12 représente la manière dont le poinçon et la matrice selon l'invention peuvent être adaptés à un dispositif ordinaire de rognage, tel que ceux actuellement utilisés partout dans 1-'industrie.,
Figo 13 est une coupe longitudinale d'une variante du poinçon selon l'invention et de sa matrice associée, dans laquelle le poinçon ne comporte pas de clef,
Figo 14. est une coupe selon 14-14 Fig. 13 représentant la manière dont la coulisse de clavette est formée vers l'intérieur de la partie demi- ronde de la matrice, de manière à guider une clavette formée dans la partie ronde du poinçon.
Figo 15 représente encore une autre variante de l'appareil et du procédé selon l'invention., dans laquelle on supprime le dispositif spécial de maintient du poinçon dans la matrice en décalant fortement par rapport à 1-'axe de l'appareil le poinçon et l'ouverture de sa matrice associée, de manière à ce que la butée douvrage du poinçon en constitue la clef et que le poinçon et la matrice fonctionnent à la manière d'une roulette, ce qui permet de travailler selon une ligne tracée à la pointe sur la pièce,
Figo 16 est une vue de la matrice et de la table rotative anti- friction dans laquelle elle est montée, selon 16-16, Figo 15.
Figo 17 représente le guide d'arrachement., selon 17-17 fig. 15, conformé de façon à ce que le rognage d'un métal léger n'entraîne pas de mé- tal dans le fluide
Au cours de la description qui va suivre, il sera discuté du poinçon demi-rond de rognage et de la matrice pouvant être utilisés pour trois procédés de rognage c'est-à-dire pour rognage à l'aide d'un gabarit contourné, pour rognage d'une pièce montée de façon à pouvoir tourner entre des axes fixes, ou à coulisser parallèlement à une butée de calibrageou selon une ligne tracée à la pointe sur la pièce elle-mêmeo
La description indique quatre procédés différents en vue de main- tenir le poinçon et la matrice en alignement,
à savoir selon -on mode de gui- dage du nouveau poinçon et de la matrice conforma a la pratique connue et selon trois nouveaux procédés non encore utilisés jusqu'à présente Bien que l'invention concerne essentiellement la nouvelle forme du poinçon et de la matrice et leurs procédés d'utilisations il apparaîtra que la combinai- son des trois autres procédés représentés en vue du guidage du poinçon à l'intérieur de la matrice, de même que le nouveau dispositif d'arrachement, présentent une grande importance pour la conduite satisfaisante des opéra-
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'elo'5 selon 1invention9 pour toutes les conditions requises de rognage.
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On a représenté les deux procédés existants de guidage d'un poinçon à Malignement d'une matrice, uniquement pour indiquer la possi-
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bilité d9adaptation du poinçon selon l'invention aux procédés et appareils existants de rognage actuellement utilisés dans l'industrîe.
Les '.go 1 et 2 représentent le mode préféré de réalisation du poinçon et de la matrice combinés selon l'invention, tels qu9ils sont utilisés dans le groupe autonome de rognage dont le fonctionnement est sana- logue à celui représenté au brevet des E.U.A. ? 1.955.866 ci-dessus men- tisonné. Lorsq7i'on Inutilisé dans une rogneuse, ce groupe prend la forme
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représentée aux dessins annexés et qui est identique à celle du support
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j5-,56 représenté au brevet Ea ûo Ao ? 203640011 également ci-dessus mention- né.
Il est évident que l'on peut extraire la matrice 10 hors de la semelle 22 du support 20 et que l'on peut soulever le montage 30 du poinçon en de- hors du sommet 21 du support 20 en vue de procéder à un remplacement rapi- de du poinçon et de la matricé, comme représenté à la Fig. 15 du brevet ci =dessuso
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Ayant ainsi établi le principe du dispositif selon l'invention, il convient de se reporter à la Fige 3 et d'examine les caractéristiques
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du mode préféré de réalisation de ce dispositif3,9 constituant les perfec- tionnements par rapport aux dispositifs existants.
Le montage ,30 du poin- gon comprend le poinçon comportant une tête filetée 33 et une extrémité de coupe 35 qui, en coopérant avec 1,9ouverture .21 de la matrice 0, effec- tue 19enl'èvement du métal à partir de la pièce ou ouvrage 6flo On remarque- ra que les surfaces de coupe coopérantes 25 et 21 du poinçon J32 et de la matrice 50 respectivement ont la forme dun demi-cercle.
Cette forme, ain- spi que de légères modifications de ces éléments constituent la caractéris- tiques principale de 19invention, attendu qu'elle combine le remplacement
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et la fabrication faciles du poinçon et de la matrice ronds, avec le bord
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fini du poinçon rectangulaire et de la matrice ci-dessus mentionnes., Cet-
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te construction réduit également la force d'arrachement nécessaire par rap- port à celle nécessitée par le poinçon rondo En outre, cette forme permet
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d9obter-ir un contour quelconque de la pièce avec un bord finie On discutera
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ci-après les raisons de ces avantages.
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La butée d9ouvrage,6 se prolonge vers le bas à partir du bord tranchant 3j du poingono La clef ou clavette 37 selon l'invention est dis- posée au-dessous du bord tranchant ,35, à partir de la butée 69 cette clef sert à guider le montage je de la matrice de forme sur le montage zal du poin- gong omme représenté Figo 5.
Il est évident que la clef 37 s'appui contre la surface plate 52 de la matrice 22, de manière telle qu'une surface demi- ronde de coupe M du poinçon 3Q soit toujours à 1-'alignement d'une ouverture semi-circulaire complémentaire 51 de la matrice 50n de telle sorte que poin- çon et matrice sont guidés l'un par rapport à l'autre afin de pouvoir effec- 'tuer un mouvement relatif de coulissement, tel que celui qui a li.eu. in-risque Le montage 30 du poinçon se déplace vers la matrice 50 pour effectuer 190pé= ration de perforation, toui en étant empêchées d'effectuer un mouvement an- giàlaire relatif ou des mouvements rotatif So Ainsi que cela. est représenté, le poinçon 32 a une forme relativement simple3 il comprend toutefois une partie en forme de clef 3*7 formée dans le corps même du poinçon.
Inverse- ment!) en se référant également aux Figso 5 et 5Il) il est évident qu'une ma- 'crice en une seule pièce nécessiterait un usinage interne compliquée Pour remédier à cet in3onvériént, l'on utilise selon l'invention une matrice ronde simple 54 dans laquelle on a formé un bord de coupe 21 et une cavité jJ faite avec précision et de plus grand diamètre intérieur. Dans cette matrice ronde 5-4 et sa cavité .5.3. en insère un noyau 55 de forme semi-cir-
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culaire et à gradin lequel est constitué également par une simple pièce usi- née au tour.
Il est évident que le noyau 53 peut être soudé ou brasé sur
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la matrice comme représenté au dessin, ou qu'il peut constituer une pire- ce libre insérée dans la matrice 2it attendu que la clef 37.le maintiendra toujours en alignement as qu'il sera supporté lors du rognage par la semelle 26 de la presse. Il est évident que lorsque le poinçon tourner avec un
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noyau librement mobile 55, il lui suffit de faire tourner ce dernier lors du déplacement le long du contour de la pièce à découper, plutôt que le montage entier 51 de la matrice, selon le procédé décrit ici-après.
Ce mo- de de construction mobile du noyau augmente également la durée de la matri- ce,attendu que l'on peut utiliser la totalité du bord de coupe 51 ce qui double la durée de la matrice par rapport à une matrice en une seule pièce.
Cette construction permet également d'effectuer la perforation d'un trou rond de départ en utilisant un poinçon rond, puisqu'il suffit d'enlever le noyau et le poinçon de rognage pour permettre d'effectuer cette opération.
Il convient de remarquer que la construction à noyau libre ci- dessus convient uniquement au rognage d'alliages très durs, attendu que le gradin 56 d'évacuation de la bavure, prévu sur la matrice 51, n'est -pas nécessaire dans ce cas, puisqu'il n'y a pas de tendance à l'entraînement d'une bavure dans la matrice lorsqu'on rogne des matériaux durs. Toutefois, les dessins représentent une construction adaptée à des matériaux tendres et durs, dans laquelle le montage 50 de la matrice doit comporter le gra- din 56 représenté à la figo 5A.
Dans ce mode de réalisation, le noyau à gra- din 55 est brasé ou fixé autrement sur une matrice ronde 54, puis on meule le gradin 56 dans le montage .21 de la matrice, de manière à permettre à une bavure formée dans un matériau tendre de tomber dans la matrice par ce gradin ±µ, lorsqu'on fait avancer la pièce vers la butée 6 du poinçon 32.
Ce mode de construction s'est avéré avantageux étant donné qu'autrement la bavure qui se forme d'habitude lorsqu'on perfore des matériaux tendres pé- nètre à l'intérieur de la matrice 50 et ne permet pas l'avancement de la pièce à découper.
Etant donné qu'on doit prévoir un évidement ou jeu de l'ordre de 10% de l'épaisseur du métal à poinçonner, il est évident qu'on peut usi- ner c jeu, plus aisément et-plus économiquement dans le corps du poin- çon, à partir du bord de coupe 35 et vers le haut, sur la longueur de la sur- face 34. On réalise ainsi l'évidement dans le poinçon plutôt que dans la matrice,ainsi que cela a lieu d'habitudeo Pour poinçonner des pièces d'é- paisseurs différentes, il convient d'utiliser des poinçons comportant des évidements différents plutôt que des matrices pourvues de tels évidements.
Ceci est également avantageux, étant donné qu'une matrice use trois poin- çons ou davantage et qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des matrices de réserve, comme cela a lieu actuellement.
En se reportant de nouveau à la Figo 1, on remarquera que le sup- port autonome 20 est de dimension standard et que, dans l'exemple représen- té, il existe un certain jeu entre le coulisseau 25 et l'écrou 41 du monta- ge 30 du poinçon, étant donné que la course de la presse est supérieure à la course de perforation du support. Avec une presse à course plus longue, ce jeu serait notable.
Ainsi que mentionné ci-dessus, un jeu notable ne gêne pas pour la perforation d'un simple trou dans une pièce, mais il crée des difficultés dans l'opération de rognage, au cours de laquelle le poin- çon fonctionne de manière continue à raison de 165 à 800 perforations par minute, de telle sorte que les poinçons et les matrices s'émoussent rapide- ment et que l'arrachement devient difficile'au bout de peu de tempso Dans le support selon les brevets ci-dessus mentionnés, le ressort d'arrachement est toujours précontraint, soit en raison de ce que les ressorts d'arrache- ment sont maintenus sous compression, soit qu'ils sont précontraints en com- primant le ressort par le coulisseau de la presse, avant tout contact du poinçon avec la pièce.
Toutefois, ceci crée des difficultés si le poinçon adhère à la pièce par suite d'un arrachement défectueux, étant donné que lorsqu'il se libère du métal avec un certain retard, il s'est accumulé une énergie considérable dans le poinçon en mouvement et dans le fort ressort.
Etant donné que le ressort lui-même est toujours précontraint lors du mouve- ment d'extraction hors de la pièce, cette énergie accumulée provoque dans beaucoup de cas le rebondissement du poinçon en dehors de sa douille et il doit être replacé à la main. Compte tenu de ce qu'un poinçon de rognage peut effectuer mille perforations ou plus sur une seule pièce alors qu'un poinçon de perforation n'en accomplit seulement que quelques-unes, il est évident qu'un arrachement défectueux dû à des poinçons et matrices émoussés pose un
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sérieux problème dans le rognage.
Etant donné qU62) dans certaines machines, un ressort précontraint peut provoquer le dégagement' du poinçon hors du supporta de telle sorte qu'il ne sera pas alogné pour la course suivante, il convient d'éviter cet inconvénient pour une opération continue de rognage attendu qu'il serait dangereux que le coulisseâu descende avec un poinçon dégagé hors du supporte Evidemment, ceci n'est pas une condition critique
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poux une opération à simple course, étant donné qu'on peut replacer le,'poin- çon à la main avant d'effectuer l'opéfation suivant de Poinçonnage, mais âansè rognage, le coulisseau fonctionne continuellement., Pour remédier à cette difficulté et empêcher une avarie de la clef 7 du poinçon 2 l'on emploie selon l'invention deux ressorts logés l'un dans loutre et à enrou- lement de sens opposé,
adaptés au poinçon de façon telle que les efforts
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d'arrachement nécessaires en vue du rognage d'un'1!latériaux d'une épaisseur quelconque.soient équilibrés complètement tout au long de la course du'poin-
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çon par la force.des ressorts comprimés d'arrachement 57 et 8 correspon- dant à un poinçon .32 et à une matrice .2Q émoussés, En outre, la longueur du ressort 58 le plus fort est telle qu'il n'est pas sous charge au moment ou le poinçon 32 se retire de la pièce 600 La force-élastique nécessaire pour surmonter-de s faibles variations dela pression d'arrachement corres- pondant à zéro ou à des métaux de faible épaisseur est fournie entièrement
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par.-le ressort plus faible 57.
On voit maintenant qu'en n1utilisant que le seul ressort J7. la force dynamique appliquée contre le poinçon 2 lors- qu'il se retire du métal est beaucoup moindre, ce qui réduit ou supprime la tendance que le poinçon a à rebondiro Pour maintenir cette condition, on
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dispose des écrous réglables iIQ-iI:1 en vue de maintenir la même relation entre la surface de coupe .22 du poinçon et l'extracteur 2 d'une part et entre les ressorts fi7 et d'autre parte Si nécessaire, on peut interca- ler des cales d'espacement entre les écrous ¯4,0 et en vue de s'adapter aux variations de la longueur des ressorts :
il.. et 58 de manière telle qu'ils puissent se compléter convenablement en vue d'assurer l'arrachement désirée
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La réduction ou l'éliminatïon du rebondissement du poinçon 32 est extrême- ment importante dans le cas'du dispositif représenté aux Figso 1 à 11, é- tant donné que si le conducteur de la machine fait avancer la pièce pendant le rebondissement du poinçon 2,1a clef .37, peut être endommagée en raison du choc qu'elle reçoit,
Ainsi que représenté aux Figso 2 et 6, une autre caractéristique importante de l'invention consiste dans le procédé de clavetage du poinçon et de la matrice par rapport au supporte D'habitude, pour claveter le poin-
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gon, on clavette le guide au support par une clavette,
et le poinçon au gui= de au moyen d'une forme complémentaire du guide qui guide la pointe profi- lée du poinçon Selon l'invention, on utilise un axe de clavette sur le poinçon, qui traverse le guide et pénètre dans des coulisses de clavette
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du supporto Cette disposltn élz.m3.ne une accumulation dés tolérances, étant donné qu'il ne s'agit que d'une tolérance entre une clavette et sa coulisse de guidageo Avec cette construction, 'on peut donner à l'alésage du guide une forme ronde au lieu de le conformer à la forme de l'extrémité du poin- çon.
Allant même plus loin, on utilise également selon l'invention un .axe 46 de clavette extensible qui peut s'allonger de manière à pénétrer dans
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support pour guider le montage O du poinçon et la matrice 2Q;> en aligne- ment avec les coulisses 27 ou 28 de guidage des clavettes pratiquées dans le support 20, ou se raccourcir de façon à ce que seuls le poinçon 30 et la
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matrice 0 soient en alignement.
On allonge 19 axe lorsqu'on utilise un gabarit pour rogner selon une ligne droite ou selon un cercle d'axe fi- xe perpendiculaire à la tangente de coupe procurée par la face plate 34
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du poinçon '32o Pour. slave ter le montage O du poinçon sur le support 20, on emploie un axe 46 avec fente élastique !Il et Jl1l6 !-'on peut allonger hors du trou .J2 du poinçon 2 et de la fente g d'à-, guide-2 de 18 extracteur en le poussant à travers le trou du guide àgo Lorsque l'axe 6 est allon- gé, il est possible de le faire pénétrer soit dans la fente 27. soit dans
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1= '" "'7 soit dans la fente 28 du bras 21 du supporta en vue de mainte- nir le montage 2Q du poinçon et sa matrice clavetée 0 des positions fixes choisies.
Lorsqu'%n le retire, l'axe ¯46 pénètre dans 1:1 enéoche du gui- de 2 de telle sorte que seuls le poinçon 2y le guide ¯42 et la matrice 50
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sont clavetés en vue d'effectuer un mouvement simultané en alignement, mais ils peuvent tourner librement comme un ensemble aligné dans le'support 20, en vue de pouvoir suivre un gabarit 70. Ceci constitue le procédé de rogna- ge représenté à la Figo 1 et aux Figs. 7 à 11.
L'ensemble du poinçon et de la matrice tournant librement con- stitué un important avantage, car il 'permet le rognage de pièces plus lon- gues que par le procédé habituelo -Par exemple,lorsqu'on perce par rognage un trou à l'intérieur d'une grande tôle rectangulaire, on peut faire avan- cer la pièce dans n'importe quelle direction. Ceci permet d'employer une machine de portée plus courte, attendu que la plus courte distance jusqu'au bord de la pièce peut toujours être à l'intérieur de la surface de portée de la machine.
On se référera maintenant aux Figso 1 et 7a à 7c en vue d'expli- quer en détail une opération de rognage à l'aide d'un gabarit. On remarque- ra sur la Figo 1 que le gabarit 70 porte contre le gradin 44 du guide' ¯ et qu'en raison de la clavette 46 et du guide 42, le poinçon 32 découpe la pièce 60 le long d'une ligne réglée par le gabarit 70. On remarquera éga- lement que ce dernier pourrait porter contre la face plate 34 du poinçon 32, mais l'on a trouvé que son fonctionnement est meilleur s'il porte con- tre le gradin 44 du guide 42, de manière à commander le poinçon. On se ré- fèrera maintenant aux ,Figso 7a à 7c pour le détail de l'opération.
On remarquera sur la Figo 7a que la pièce 60 repose contre la butée 36 du poinçon 32 et que le gabarit 70 s'appuie contre le guide 42.
La Figo 7b représente le poinçon ± en position descendue, ayant découpé une chute 61 dans la pièce 60. La Figo 7c représente la course suivante de rognage, après laquelle la chute ou découpure 61 tombe de l'ouverture 51 et est déviée dans la cavité .2; de la matrice par la face oblique 38 de la clef 37; elle tombera ensuite dans la goulotte d'évacuation des découpureso
La Fig. 8 représente le rognage autour d'un gabarit rectangulai- re 70, le poinçon 32 étant sur le point de découper la chute 66 dans la piè- ce 60, après quoi le poinçon 32 est tourné à la main dans la propre perfora- tion qu'il vient de faire et continue à rogner autour du coin, comme repré- senté à la Fig. 9.
La caractéristique essentielle de l'invention est qu'el- le donne un bord fini 12 et qu'elle peut cependant suivre un coin rectangu laire tout en fonctionnant et sans endommager le poinçon ou la matrice. Ce bord fini implique que le poinçon selon l'invention peut être plus grand et qu'il peut opérer à une vitesse bien inférieure à celle employée habituelle- ment dans une opération de rognage, tout en découpant la pièce beaucoup plus vite.
Ces conditions accroissent la durée du poinçon et de la matrice de manière considérable et rendent l'opération de rognage beaucoup plus inté- ressanteo
Il est évident que si le poinçon est guidé comme décrit précé- demment pour une opération fixe, la pièce 60 et le gabarit 70 peuvent être tournés aussi bien que le poinçon et la matrice et sans qu'il en résulte un autre effet quelconque. Toutefois, ainsi que décrit précédemment, un poin- ÇOn rotatif permet de rogner des pièces de plus grande dimension.
La Fig. 10 représente le départ d'une opération de rognage à par- tir de l'intérieur d'une tôle en utilisant une perforation 69 dans la pièce 60 et en enlevant le montage ,30 du poinçon, puis en le réinsérant dans la perforation 69. Ceci constitue une autre caractéristique remarquable de l'invention étant donné que la butée 36 empêcherait cette rapidités d'opéra- tion si le poinçon ± était fixé au coulisseau 25, ainsi "que cela a lieu dans les rogneuses ordinaires.
La Fig. 11 représente le rognage d'un contour intérieur 73, dans lequel le poinçon 32 et la matrice 50 ont une face convexe 74 au lieu de la face plate 34. La surface convexe 74 peut également être utilisée pour des contours extérieurs, mais elle ne donne pas un bord fini aussi satisfaisant que la face plate 34. Des combinaisons de plats et de courbures sur ce bord fini de coupe .pourraient offrir presque toutes les conditions désirées pour un genre particulier de pièce.
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La Figo 12 représente Inapplication du poïnôn-demi rond et - dë'- la matrice selon lliiàvention à une rogneuse ordinaire ; cet exemple illustre le vieil expédient-qui consiste a'maintenir un poinçon profilé et une ma- trice en alignement par un moyen rigide, de fixation après âvoir assuré l'alignement On emploie'aussi quelquefois des clavettes à cet effet dans
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les machines ordinaires, ou dans les supports tel que celui de la Figo-lo La Fig.
12 représente un poinçon 82 comportant une' section demi-ronde 9-4 se terminant par un bord de coupe 85 et une butée d'ouvrage 86, ainsi que
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la matrice associée 800 Le poinçon 82 est fixé rigidement au coulisseâu claveté 76 d'un,,bâti habituel g2,de rognage, de manière à.-ce quil¯,në.,puis= se pas tourner La matrice 80 est solidement fixée sur la semelle - 87 du bâti 3. de manière à être maintenue dans l'alignement du poinçon 82c ' -- Dans ce mode de réalisation, il suffit de prévoir'une butée d'ouvrage 86, étant donné que le poinçon 82 et la matrice 80 sont tous deux maintenus
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alignés.
Un extracteur 8 monté sur le bâti g2, présente une ouverture 89 à travers laquelle passe le poinçon 820 Dans cette disposition, le ga- barit 70 et la pièce 60 des figures précédentes se déplacent dans le plan de la table de manière à modifier le contour plutôt que de faire tourner le poinçon comme décrit ci-dessuso Il est évident à l'homme de l'art que l'on peut également appliquer l'ancien procédé, comportant un poinçon profilé et
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une matrice, au support 20 de Figo 1 et qu'en 'supprimant la clef 7, la dits- position serait identique à celle de Figo 12, mais adaptée à une unité auto- nomeo
Les Figso 13 et 14 représentent la deuxième variante du nouveau dispositif de clavetageo Dans cette disposition, l'assemblage 90 du poin-
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gon est identique à l'assemblage ¯30-de la Fige 1,
sauf que le poinçon 2 comporte une clef 97 qui s'engage dans une coulisse 102 formée à l'intérieur de la partie demi-ronde 101 de la matrice 1000 On remarquera que la clef 97 et sa coulisse sont formées vers l'intérieur,étant donné qu'une clef, s'étendant vers l'extérieur du poinçon 92 et en saillie au-dessus de la
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matrice 100 empêcherait l'action des Figso 8 et 9 de se.produire,, La* construc- tion représentée ici..,est plus satisfaisante pour le rognage-de pièces épais- ses et suivant un gabrit, étant donné qu'il n'y a pas d'obstruction de la clef au-dessous du bord de coupe 95 du poinçon 92. Toutefois, il est évident que la section 101 de la matrice avec sa coulisse 102 et beaucoup plus dif- ficile à fabriquer que la matrice de Figo 1.
Les Figso 15, 16 et 17 représentent une disposition qui comporte une clef plus simple selon l'invention, rendant possible le procédé qui con- siste à suivre une ligné tracée à la pointe avec le poinçon profilé selon l'invention, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'avoir un gabarit ou une clef.
Les Figures représentent un support autonome 120 élargi en plan de manière à s'adapter aux tables tournantes 145 et 155 munies de roulements à aiguilles 146 et 156 respectivement, en vue de permettre une rotation fa- cile des tables. Celles-ci tournent facilement autour d9un axe 1600 Un as- semblage 130 de poinçon, identique à l'assemblage 30 de Figo 1 mais compor- tant un poinçon différent 132 pourvu d'une butée 136 dirigée vers le bas et pénétrant dans une matrice 150, est claveté de façon amovible à l'intérieur de la table 145, en un point éloigné de l'axe 1600 Comme représenté à la .
Figo 17, la butée 136 est formée -simplement par la section partielle de l'ex-
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trémité demi-ronde du,poinçon qui reste lorsqu'on a formé le bord de coupe 135. Elle s'étend vers le bas à l'intérieur de la matrice 150 (Figo 16) et sert à-guider le poinçon 132 dans la matrice.150 qui est fixée de façon amovible sur la table 155 Etant donné que l'assemblage 130 cla- veté en 147 constitue pratiquement une partie de la table 145 par rapport au mouvement autour de 1-'axe 160 et que la matrice clavetée 150 constitue
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une partie de la table 19 la butée 136 agit à l9ïntérïeur ii la matrice 150 comme une clef éloignée de façon telle qu'elles doivent se déplacer com- me un ensemble., autour de l'axe 1600 Evidemment,
le fluide 142 et la table 145 pourraient être en une seule pièce, de même que la matrice 150 et la ta-
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ble 5 sans changer le mode de fonctionnemeut. En raison de la position éloignée de l'axe de poinçonnage par rapport à l'axe de rotation 160 l'a- vancement d'une pièce contre la butée 136 provoquant la rotation du poinçon
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MACHINE AND METHOD FOR CUTTING SHEETS BY TRIMMING.
The present invention relates to perforating machines and, more particularly, to a new process and a new machine for cutting sheets by trimming.
Various methods of cutting contoured sheet metal parts which are in common use in commerce are used in the industry.
For mass production, male and female dies are generally used which cut the part in one or two operations, or more, depending on its nature. This constitutes the process and the tools used in all large series industries. -However, this expensive form of tooling is not justified in most applications given the likely production of the number of parts to be manufactured. For example, in medium-sized mass production, the above mentioned high cost of using final dies is usually overcome by using temporary dies to obtain the part.
The duration of these temporary matrices is short and the. part which they produce generally requires finishing operations., Due to the cost of tooling, one generally resorts, for the production of small series, to saws, hand shears, or other types hand tools, in order to obtain an approximate part, then the work is completed by finishing the edge of the part with a file or by means of other hand operations. In recent years, the development of the process of cutting by trimming rotten small and medium series productions has been observed, owing to the fact that the greater speed of the perforation operation makes this process more economical than the recourse to a few dies and to labor by hand.
However, since trimming work is usually done with a round punch, an unfinished edge is always obtained when operating at the maximum trimming speed. That is, if the forward speed of the trimming operation is high, the circular shape of the punch leaves a scalloped or serrated edge along the workpiece, which must be straightened if desired. a finished edge. This drawback can be remedied somewhat by slowing down the speed of advance of the part, so as to obtain a very finely serrated edge, which is sufficient in many cases and does not require subsequent operations.
It is obvious, however, that if the forward speed is slow, one prd
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largely the benefits of trimming and one might as well resort to sawing or some other method of preparing the work, unless the jagged edge due to the conditions of high speed feed could be hidden in sight. Due to the above difficulties, many Companies have abandoned the use of trimmed parts for those parts which must be visible to the customer.
However, due to the low cost of trimming, these Companies have continued to use trimmed pieces where they can be hidden from the view of the customer, so that their jagged edge is no longer an inconvenience. In addition, a few companies have used an oblong or rectangular punch to trim along a straight line or rounded ends exposed to view, as the series of straight parts cut in a straight line or around the periphery of the cut piece have a generally satisfactory appearance and do not require a subsequent finishing operation.
It will be apparent to those skilled in the art that where one can hide the jagged edge of a contoured part or use a flat punch for a straight line% or fixed radius, the trimming process can be employed depending on the practice. Presently, however, it will immediately appear that this excludes the trimming of a large part of the production of small or medium series, because it employs various contours and is visible.
Another difficulty encountered in trimming at high perforation speed results from the need to remove the punch and die more often for sharpening or replacement. The excessive loss of time that this replacement entails increases the cost of trimming. To remedy this drawback, the machine according to the invention has been designed in the form of an independent assembly, similar to the quick-change perforating machine shown in FIG. 15 of the patent of Eo U. Ao N 2.364.011. This patent is a variation of the basic Eo U. A. patent No. 1,955,866 and both are the property of the Applicant.
However, the high speed of perforation during trimming gives rise to a difficulty which has been experienced with this type of machine and resulting from the rapid blunting of the punch and die. Since blunt punches and dies greatly increase the force of the die. The tear-off pressure required compared to that required in the case of sharp-edged punches and dies, the tear-off pressure changes rapidly during trimming, due to the rapid dulling of the punch and die. tinue alternating takes place at a rate of 165 to 800 strokes per minute and this speed prevents the detection of the dulling of a punch at the moment when it cannot be pulled out, so that it can result in damage, as will be described later.
In a single punching operation, the slider stops at the end of each punching so that a dull punch can be detected because the tear-off spring cannot remove the punch from the opening. the punch and replace or sharpen it without causing damage
When a punch adheres to the workpiece during the trimming operation, it can suddenly withdraw from it when the slide is at the top of its travel, allowing the punch to strike the slide sufficiently. strong to damage the punch or slide.
If the stand-alone trimming device is used in a long working stroke press, the gap between the head of the punch and the ram, in its upper position, may be sufficient to allow the punch to jump. completely out of the support and the next stroke of the slide can cause serious damage and constitute a danger for the operator of the machine. Although a stronger spring can be used, adhesion can still occur and the inertial force accumulated in this spring causes it to withdraw more forcefully, forcing the punch out of the support. In addition, a stronger spring is generally more subject to fatigue and increases the puncture load on the machine.
Although methods of straining the springs under initial tension have been shown to be moderately advantageous for
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Single hole units ;, the continuous operation of the trimming cycle allows them to be used for Vinventicna trimming punches for objects - a combined trimming punch and die that ensures a finished edge, regardless of the contour along which they are used. work, while allowing maximum operating speed of the machine that can be easily manufactured, in which whichever part is most easily replaced has variable clearances intended
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to adapt to the various thicknesses of the workpieces,
- a punch and a die which can trim around a part held between fixed axes, or around a jig, - which can be installed in a stand-alone support,
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The invention also relates to an elastic device with a view to 19 tearing the punch out of the work, capable of adapting the tearing force to any thickness of 19ouvr-age,
It also proposes to reduce the dynamic energy after tearing.
It also has for objects g - a new keying device intended to keep in alignment a profiled punch and its die., - a new apparatus and a new trimming process in which it is the punch and the die rather than the part which turn in
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in relation to the desired forward speeda
Finally, the subject of the invention is a new apparatus and a new method for trimming around movable templates, fixed templates and along a line drawn at the tip.
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In the accompanying drawings, given by way of example only, Fig. 1 is a side elevation of the assembly of the punch and the die according to the invention, adapted to a support such as that described.
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to patents Eo Iso Ao N 109550866 and 2036ò011 above and representing a trimming prooédé of a part 1-'aide a juxtaposed template.
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Fridge 2 is a section taken along line 2-2 of Fig. 1. showing the relative arrangement of the punch of its adjustable head, of the springs darra; $, chement nested ;, of the guide d8oe & nachement and the die according to the invention, and showing the key which passes through the guide d.! '# .r rachement in order to guide the punch and the die with respect to the supporta according to the method according to the invention, for trimming with 1-'aide jigs or fixed axes,
Fig 3 is a perspective view of the punch, showing the key-shaped part intended to key the punch on the die,
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and the adjacent trimming and cutting surfaces of said punch "F.ga 4 is a section along the line 4- 4 of Figo 2s representing the part,
half-round of the punch and the notch guide sleeve which allows the juxtaposition of the template and the flat surface of the punch,
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rigo 5 is a similar view, in section along 5m59 Figo 2 showing part of the die in two parts and showing the clearance which is provided therein for the release of burrs,
Fig. 5A shows the two-piece die and the clearance provided for 1:
evacuation of a burr through the die, during the advancement of the part, Figo 6 is a section along 6-6 Fig 2 showing the slides
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its keys provided in the support and the sliding pin intended to clasp the punch on the support and to retain it on the guide,
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Fig. 7a is a section representing Inaction of the punch during its first trimming course,
Figo 7b represents the cutout made in the part and which is evacuated during this race,
Fig.
7c is a view taken after several trimming operations. showing the way in which the cutouts stack up and then fall one by one, on the side of the key of the punch, Figo 8 represents the trimming device and its method of use. allowing to cut a square piece the punch is shown when it is going to cut a circular segment, after which it will go around a corner to start another side of the square piece,
Figo 9 represents the punch bypassing the corner and the square piece obtained by cutting,
Figo 10 is a partial view showing the device cutting a convex outer contour and starting said contour from a hole made in the part,
Figo 11 is a similar view but in which the punch cutting section has a convexity instead of a straight part, so as to obtain a practically finished edge on the concave inner side of the part,
Figo 12 shows how the punch and die according to the invention can be adapted to an ordinary trimming device, such as those currently used everywhere in the industry.
Figo 13 is a longitudinal section of a variant of the punch according to the invention and of its associated die, in which the punch does not have a key,
Figo 14. is a section on 14-14 Fig. 13 showing how the key slide is formed inwardly of the half-round part of the die, so as to guide a key formed in the round part of the punch.
Figo 15 shows yet another variant of the apparatus and of the method according to the invention, in which the special device for maintaining the punch in the die is eliminated by strongly shifting the punch relative to the axis of the device. and the opening of its associated die, so that the work stop of the punch constitutes the key and that the punch and the die operate in the manner of a roulette wheel, which makes it possible to work along a line drawn at the point on the part,
Figo 16 is a view of the die and the anti-friction rotary table in which it is mounted, according to 16-16, Figo 15.
Figo 17 represents the tear-off guide., According to 17-17 fig. 15, shaped so that trimming a light metal does not lead to metal in the fluid
During the following description, the half-round trimming punch and the die that can be used for three trimming processes, that is to say for trimming using a bypassed jig, will be discussed. for trimming a part mounted so as to be able to rotate between fixed axes, or to slide parallel to a calibration stop or along a line drawn at the tip on the part itself o
The description indicates four different methods for keeping the punch and die in alignment,
namely according to the method of guiding the new punch and the die in accordance with known practice and according to three new methods not yet used until now Although the invention relates essentially to the new shape of the punch and the die and their methods of use, it will appear that the combination of the three other methods shown for guiding the punch inside the die, as well as the new tear-off device, are of great importance for satisfactory driving. opera-
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'elo'5 according to 1invention9 for all the required trimming conditions.
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The two existing methods of guiding a misalignment punch of a die have been shown, only to indicate the possibility.
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bility d9adaptation of the punch according to the invention to existing trimming methods and apparatus currently used in the industry.
Goos 1 and 2 represent the preferred embodiment of the combined punch and die according to the invention, as used in the stand-alone trimming unit the operation of which is analogous to that shown in the U.S. Patent. ? 1,955,866 above mentioned. When not used in a trimmer, this group takes the form
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shown in the accompanying drawings and which is identical to that of the support
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j5-, 56 shown in the patent Ea ûo Ao? 203640011 also mentioned above.
It is obvious that the die 10 can be extracted from the sole 22 of the support 20 and that the assembly 30 of the punch can be lifted out of the top 21 of the support 20 in order to carry out a quick replacement. - of the punch and the die-forged, as shown in FIG. 15 of the above patent
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Having thus established the principle of the device according to the invention, it is appropriate to refer to Fig. 3 and examine the characteristics
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of the preferred embodiment of this device3,9 constituting improvements over existing devices.
The punch assembly 30 comprises the punch having a threaded head 33 and a cutting end 35 which, in co-operation with the opening 21 of the die 0, removes the metal from the workpiece. or work 6flo It will be noted that the cooperating cutting surfaces 25 and 21 of the punch J32 and of the die 50 respectively have the shape of a semi-circle.
This form, together with slight modifications of these elements, constitutes the main feature of the invention, since it combines the replacement
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and the easy fabrication of the round punch and die, with the edge
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finish of the aforementioned rectangular punch and die., This-
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The construction also reduces the pull-out force required compared to that required by the rondo punch. In addition, this shape allows
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Obtain any contour of the part with a finished edge We will discuss
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below are the reasons for these advantages.
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The work stop, 6 extends downwards from the cutting edge 3j of the poingono The key or wedge 37 according to the invention is placed below the cutting edge, 35, from the stop 69 this key is used to guide the assembly I of the form matrix on the assembly zal of the punch as shown in Figo 5.
It is evident that the key 37 rests against the flat surface 52 of the die 22, so that a half-round cutting surface M of the punch 3Q is always in line with a semi-circular opening. complementary 51 of the die 50n so that the punch and die are guided with respect to each other in order to be able to effect a relative sliding movement, such as that which has li.eu. In-risk The assembly 30 of the punch moves towards the die 50 to effect 190pep = perforation ration, still being prevented from performing relative angular movement or rotary movements So as that. is shown, the punch 32 has a relatively simple shape3 it however comprises a key-shaped part 3 * 7 formed in the body of the punch itself.
Conversely!) Referring also to Figs. 5 and 5Il) it is obvious that a die in one piece would require a complicated internal machining. To remedy this inconvenience, a die is used according to the invention. single round 54 in which a cutting edge 21 and a precisely made cavity jJ of larger internal diameter have been formed. In this round matrix 5-4 and its cavity .5.3. inserts a core 55 of semi-circular shape
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cular and stepped which also consists of a simple lathe machined part.
It is obvious that the core 53 can be welded or soldered to
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the die as shown in the drawing, or that it can constitute a free worse- this inserted in the die 2it expected that the key 37. will always keep it in alignment as it will be supported during trimming by the sole 26 of the press . It is evident that when the awl turns with a
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freely movable core 55, it suffices for it to rotate the latter when moving along the contour of the piece to be cut, rather than the entire assembly 51 of the die, according to the method described hereinafter.
This movable core construction method also increases die time, as the entire cutting edge 51 can be used which doubles die life compared to a one-piece die. .
This construction also makes it possible to punch a starting round hole using a round punch, since it is sufficient to remove the core and the trimming punch to allow this operation to be carried out.
It should be noted that the above free-core construction is only suitable for trimming very hard alloys, since the burr removal step 56, provided on die 51, is not necessary in this case. , since there is no tendency to entrainment of a burr in the die when trimming hard materials. However, the drawings show a construction suitable for soft and hard materials, in which the die mount 50 should include the step 56 shown in Fig. 5A.
In this embodiment, the grit core 55 is soldered or otherwise secured to a round die 54, and then the step 56 is grinded in the die mount .21, so as to allow a burr formed in a material. tend to fall into the die through this ± µ step, when the part is advanced towards stop 6 of punch 32.
This method of construction has been found to be advantageous since otherwise the burr which usually forms when perforating soft materials penetrates the interior of the die 50 and does not allow the work to be advanced. to cut.
Since it is necessary to provide a recess or clearance of the order of 10% of the thickness of the metal to be punched, it is obvious that the clearance can be machined more easily and more economically in the body of the punch. punch from cutting edge 35 and up the length of surface 34. The recess is thus made in the punch rather than in the die, as is customary. punching parts of different thicknesses, punches with different recesses should be used rather than dies provided with such recesses.
This is also advantageous, since a die uses three or more punches and it is not necessary to provide reserve dies as is presently the case.
Referring again to Figo 1, it will be noted that the free-standing support 20 is of standard size and that, in the example shown, there is some play between the slider 25 and the nut 41 of the mount. - Ge 30 of the punch, since the stroke of the press is greater than the perforation stroke of the support. With a longer stroke press, this clearance would be notable.
As mentioned above, a noticeable clearance does not interfere with punching a single hole in a workpiece, but it does create difficulties in the trimming operation, during which the punch operates continuously at at a rate of 165 to 800 perforations per minute, so that the punches and dies quickly dull and tear-out becomes difficult after a short time. In the holder according to the above-mentioned patents, the tear-off spring is always pre-stressed, either because the tear-off springs are kept under compression, or that they are pre-stressed by compressing the spring by the slide of the press, before any contact with the punch with the coin.
However, this creates difficulties if the punch adheres to the workpiece as a result of faulty tear-off, since when it releases from the metal with some delay, considerable energy has accumulated in the moving punch and in the strong spring.
Since the spring itself is always pre-stressed during the extraction movement from the workpiece, this accumulated energy in many cases causes the punch to rebound out of its socket and it must be replaced by hand. Considering that a trimming punch can perform a thousand or more perforations on a single part while a perforation punch does only a few, it is evident that a faulty tear off due to punches and blunt dies pose a
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serious problem in trimming.
Since in some machines a pre-stressed spring can cause the punch to be released from the support so that it will not be aligned for the next stroke, this disadvantage should be avoided for a continuous trimming operation expected that it would be dangerous for the slide to descend with a punch released from the support Obviously, this is not a critical condition
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For a single stroke operation, since the punch can be replaced by hand before performing the next operation of Punching, but without trimming, the slider runs continuously., To remedy this difficulty and prevent damage to the key 7 of the punch 2, according to the invention, two springs are used, one housed in the otter and winding in the opposite direction,
adapted to the punch in such a way that the forces
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necessary for trimming a side material of any thickness. are fully balanced throughout the stroke of the pin.
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by the force of the compressed tear-off springs 57 and 8 corresponding to a blunt punch .32 and die .2Q, In addition, the length of the strongest spring 58 is such that it is not under load as the punch 32 withdraws from the workpiece 600 The elastic-force necessary to overcome small variations in the pull-out pressure corresponding to zero or thin metals is fully supplied
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par .-- the weaker spring 57.
We now see that by using only the single spring J7. the dynamic force applied against the punch 2 as it withdraws from the metal is much less, which reduces or eliminates the tendency of the punch to rebound. To maintain this condition, we
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has the adjustable nuts iIQ-iI: 1 in order to maintain the same relation between the cutting surface .22 of the punch and the extractor 2 on the one hand and between the springs fi7 and on the other part If necessary, it is possible to interconnect - use spacers between the nuts ¯4.0 and in order to adapt to variations in the length of the springs:
it .. and 58 in such a way that they can complement each other suitably in order to ensure the desired removal
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The reduction or elimination of the rebound of the punch 32 is extremely important in the case of the device shown in Figs. 1 to 11, given that if the operator of the machine advances the part during the rebound of the punch 2 , 1a key .37, may be damaged due to the shock it receives,
As shown in Figs 2 and 6, another important feature of the invention consists in the method of keying the punch and the die with respect to the support Usually, to key the punch.
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gon, we key the guide to the support by a key,
and the punch with the mistletoe by means of a complementary form of the guide which guides the profiled point of the punch According to the invention, a key axis is used on the punch, which passes through the guide and enters the slides of the punch. key
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of the supporto This disposltn élz.m3.ne an accumulation of tolerances, given that it is only a tolerance between a key and its guide slide. With this construction, 'we can give to the bore of the guide a round shape instead of conforming to the shape of the end of the punch.
Going even further, according to the invention is also used an .axe 46 of an extensible key which can extend so as to penetrate into
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support to guide the assembly O of the punch and the die 2Q;> in line with the guide rails 27 or 28 for guiding the keys made in the support 20, or be shortened so that only the punch 30 and the
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matrix 0 are in alignment.
19 axis is extended when using a jig to trim along a straight line or along a circle with a fixed axis perpendicular to the tangent of cut provided by the flat face 34
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of the '32o For. Slave the assembly O of the punch on the support 20, we use a pin 46 with elastic slot! Il and Jl1l6! - 'we can extend out of the hole .J2 of the punch 2 and the slot g of à-, guide- 2 of 18 extractor by pushing it through the hole of the guide àgo When the axis 6 is extended, it is possible to make it penetrate either in the slot 27. or in the
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1 = '""' 7 is in the slot 28 of the arm 21 of the supporta in order to maintain the assembly 2Q of the punch and its keyed die 0 of the chosen fixed positions.
When% n withdraws it, the axis ¯46 enters 1: 1 in the rock of the guide 2 so that only the punch 2y guides it ¯42 and the die 50
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are keyed for simultaneous movement in alignment, but they can rotate freely as an aligned assembly in the support 20, in order to be able to follow a template 70. This constitutes the trimming process shown in Fig. 1. and in Figs. 7 to 11.
The assembly of the punch and the freely rotating die is an important advantage, as it allows the trimming of longer pieces than by the usual process - For example, when drilling by trimming a hole at the edge. inside a large rectangular sheet, the room can be moved forward in any direction. This allows a shorter reach machine to be employed, as the shortest distance to the edge of the workpiece can still be within the machine's reach surface.
Reference will now be made to FIGS. 1 and 7a to 7c with a view to explaining in detail a trimming operation using a template. It will be noted in Figo 1 that the template 70 bears against the step 44 of the guide '¯ and that due to the key 46 and the guide 42, the punch 32 cuts the part 60 along a line regulated by the template 70. It will also be noted that the latter could bear against the flat face 34 of the punch 32, but it has been found that its operation is better if it bears against the step 44 of the guide 42, so to order the punch. Reference will now be made to Figs. 7a to 7c for the detail of the operation.
It will be noted in Figo 7a that the part 60 rests against the stop 36 of the punch 32 and that the template 70 rests against the guide 42.
Figo 7b shows the ± punch in the lowered position, having cut a scrap 61 in the part 60. Figo 7c shows the next trimming stroke, after which the drop or cut 61 falls from the opening 51 and is deflected into the cavity. .2; of the matrix by the oblique face 38 of the key 37; it will then fall into the cutouts discharge chute.
Fig. 8 shows the trimming around a rectangular jig 70, with the punch 32 about to cut the scrap 66 in the piece 60, after which the punch 32 is turned by hand into the own punch which 'it has just done and continues to crop around the corner, as shown in FIG. 9.
The essential feature of the invention is that it provides a finished edge 12 and yet can follow a rectangular corner while functioning and without damaging the punch or die. This finished edge implies that the punch according to the invention can be larger and that it can operate at a much lower speed than that usually employed in a trimming operation, while cutting the part much faster.
These conditions increase the duration of the punch and the die considerably and make the trimming operation much more interesting.
It is obvious that if the punch is guided as described above for a stationary operation, the part 60 and the jig 70 can be rotated as well as the punch and the die and without causing any other effect whatsoever. However, as described above, a rotary punch allows larger parts to be trimmed.
Fig. 10 shows the start of a trimming operation from inside a sheet by using a perforation 69 in the part 60 and removing the fixture 30 from the punch, then reinserting it into the perforation 69. This is another remarkable feature of the invention since the stopper 36 would prevent this rapidity of operation if the ± punch were attached to the slider 25, as is the case in ordinary trimmers.
Fig. 11 shows the trimming of an inner contour 73, in which the punch 32 and die 50 have a convex face 74 instead of the flat face 34. The convex surface 74 can also be used for outer contours, but it does not give not as good a finished edge as flat face 34. Combinations of flats and bends on this finished cutting edge could provide almost any condition desired for a particular kind of part.
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Figo 12 shows the application of the half-round punch and - of the die according to the invention to an ordinary trimmer; this example illustrates the old expedient which consists in maintaining a profiled punch and a die in alignment by a rigid means of fixing after having ensured the alignment. Keys are also sometimes used for this purpose in
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ordinary machines, or in supports such as that of Figo-lo.
12 shows a punch 82 having a half-round section 9-4 ending in a cutting edge 85 and a work stop 86, as well as
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the associated die 800 The punch 82 is rigidly fixed to the keyed slide 76 of a, usual frame g2, trimming, so that.-what it¯, në., then = not to turn Die 80 is firmly fixed on the sole - 87 of the frame 3. so as to be kept in alignment with the punch 82c '- In this embodiment, it is sufficient to provide a work stop 86, given that the punch 82 and the die 80 are both maintained
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aligned.
An extractor 8 mounted on the frame g2, has an opening 89 through which the punch 820 passes. In this arrangement, the template 70 and the part 60 of the preceding figures move in the plane of the table so as to modify the contour rather than rotating the punch as described above o It is obvious to those skilled in the art that the old process can also be applied, comprising a profiled punch and
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a matrix, to the support 20 of Figo 1 and that by deleting the key 7, the said position would be identical to that of Figo 12, but adapted to an autonomous unit
Figures 13 and 14 represent the second variant of the new keying device. In this arrangement, the assembly 90 of the pin
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gon is identical to the assembly ¯30-of Fig.1,
except that the punch 2 comprises a key 97 which engages in a slide 102 formed inside the half-round part 101 of the die 1000 It will be noted that the key 97 and its slide are formed inwardly, being given that a key, extending outward from punch 92 and projecting above the
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die 100 would prevent the action of Figs. 8 and 9 from occurring ,, The construction shown here ... is more satisfactory for trimming thick and rough parts, since it is not There is no obstruction of the key below the cutting edge 95 of the punch 92. However, it is evident that the section 101 of the die with its slide 102 is much more difficult to manufacture than the die. Figo 1.
Figures 15, 16 and 17 show an arrangement which includes a simpler key according to the invention, making possible the method which consists in following a line traced at the tip with the profiled punch according to the invention, so that 'it is not necessary to have a template or a key.
The figures show a stand-alone support 120 enlarged in plan so as to adapt to the turntables 145 and 155 provided with needle bearings 146 and 156, respectively, in order to allow easy rotation of the tables. These turn easily around an axis 1600 A punch assembly 130, identical to assembly 30 in Figo 1 but having a different punch 132 provided with a stop 136 directed downwards and penetrating into a die 150 , is removably keyed inside the table 145, at a point remote from the axis 1600 As shown in.
Figo 17, the stop 136 is formed -simply by the partial section of the former
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half-round end of the punch which remains when the cutting edge 135 has been formed. It extends downwards inside the die 150 (Figo 16) and serves to guide the punch 132 into the die 150 which is removably secured to the table 155 Since the keyed assembly 130 147 constitutes substantially a part of the table 145 with respect to movement around the axis 160 and the keyed die 150 constitutes
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part of the table 19 the stop 136 acts inside the die 150 as a remote key so that they must move as a whole, around the axis 1600 Obviously,
the fluid 142 and the table 145 could be in one piece, as could the die 150 and the ta-
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ble 5 without changing the operating mode. Due to the remote position of the punching axis with respect to the axis of rotation 160 the advancement of a part against the stop 136 causing the rotation of the punch
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