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F.B. HATEBUR résidant à BALE (Suisse).
PROCEDE DE FABRICATION DE PIECES COMPORTANT UNE TETE ET UNE TIGE, NOTAMMENT DE
BOULONS FILETES,
La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces comportant une tête et une tige, notamment de boulons filetés à tête six-pans, et cela par conformation à froid d'une ébauche coupée sur une barre revêtue d'un produit de glissement.
L'invention a pour but de fabriquer des pièces comportant une tê- te et une tige d'une manière économiques par conséquent sans déchet, et,/en préservant au maximum les outils.
L'invention propose de façonner une ébauche coupée sur une barre recouverte d'une couche de produit de glissement ayant sensiblement le dia- mètre nominal de la tige de la pièce en formant tout d'abord par matriçage un rétrécissement conique à une extrémité de cette ébauche et en refoulant à son autre extrémité une partie de forme initiale de la tête six-pans à une section plus petite que celle de la tête achevée;
, cette partie étant élargie par refoulement au cours de la passe de travail suivante en lui donnant une forme intermédiaire de tête six-pans allant de préférence en diminuant vers la surface d'extrémité de la tête,la tige subissant au moins un rétrécisse- ment sur sa longueur et l'un de ces rétrécissements étant formé à l'extrémité de la tige au maximum au diamètre de laminage de la partie ultérieurement fi- letée de cette tiges puis la tête étant ensuite soumise à un refoulement d'achè- vement, en au moins une autre passe de travailo Si nécessaire, la pièce d'ou- vrage finie peut être recuite ou bonifiée en vue de l'égalisation des tensions.
Il est avantageux de refouler les formes de têtes six-pans à l'ex- térieur de la matrice.
Pour la mise en oeuvre du procédés, on utilise avec avantage des dispositifs dans lesquels les poinçons servant à former les six-pans sont con- stitués chacun par deux parties concentriques;,dont à chaque fois la partie extérieure forme le contour extérieur de la forme de tête six-pans et à chaque
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fois la partie intérieure forme les surfaces d'extrémités de cette tête les parties intérieures des poinçons servant d'éjecteurs.
Le poinçon ser- vant à produire la forme finale de la tête peut également être constitué par au moins deux parties concentriques;,dont la partie extérieure forme les surfaces destinées à l'appui de la clef de la tête du boulon et-la par- tie intérieure à former sa surface d'extrémité, la partie intérieure du
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poinçon servant dJéjec'teur Au lieu de la forme d'un six-pans, la partie antérieure de Isolément intérieur du poingon peut aussi avoir une forme cy-
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lindrique daun diamètre égal à celui du cercle inscrit dans la tête six-pans du boulon.
Le dessin annexé illustre schématiquement l'invention.
La figo 1 est une vue en bout et une vue de profil d'un tronçon coupé sur une barre munie d'une couche de produit de glissement sur sa sur- face enveloppante.
La figo 2 est de même une vue en bout et une vue de profil de l'ébauche comportant la forme initiale refoulée de la tête six-pans et le rétrécissement matrice.
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La rigo 3 est une vue en bout et une élévation de profil de la pièce intermédiaire comportant une tige réduite et une forme intermédiaire de tête six-pans après nouveau refoulement
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La frigo 3a montre l'angle de la partie réduite de l'outil.
La tige 4 est une vue en bout et une élévation latérale du bou- lon fileté dont le calibrage est achevé, qui comporte une tête refoulée et qui est prêt pour la formation du filetage La figea 5 est une coupe schématique du dispositif de cisaille- ment servant au sectionnement des tronçons.
La figo 6 est une coupe schématique de l'outil servant au re- foulement de la forme initiale de tête six-pans et au matriçage du rétrécis- sement,
La figo 7 est une coupe schématique de l'outil servant à la continuation du refoulement pour produire la. forme intermédiaire de tête six-pans et pour la réduction de la tige
La figo 8 est une coupe schématique de l'outil conformateur de finition servant au calibrage du boulon fileté.
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Pour fabriquer un boulon à tête six-pans économiquement, par con- séquent sans chuteset en ménageant le plus possible les outils sans tenir compte des tensions se développant éventuellement entre la tête et la tige le procédé est avantageusement appliqué dans une presse à plusieurs passes à transport transversal.
Au cours de la première passe de travail conformateurs un rétré- cissement conique 5 est matricé à une extrémité de l'ébauche sectionnée dans
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un dispositif cisailleur 14 15, ïb (figo 5) sur une barre 13 recouverte d'un produit de glissement,par exemple d'une couche de phosphate 29 et cette ébauche est refoulée (figo 2 et 6) à son autre extrémité pour produire la forme initiale de tête six pans 3 comportant des bords plus ou moins arrondis.
La partie formant la tête de la matrice 20' peut être établie légèrement co- nique en direction du cote du poingon pour faciliter l'éjection hors de la matrice lorsqu'on ne travaille pas avec un poinçon de tête élastique. La sur- face d'extrémité perpendiculaire à l'axe du poinçon 19'ainsi que la surface
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dsextrémité également perpendiculaire à l'axe de la broche d'éjection 22;, as- sument lors de la confozmatlon Su trongon dans 1s premier outil de pressage 20 le redressement des surfaces d'extrémités du tronçon formé par la coupe de la cisaille. Une courte partie conique 5 formant la pointe ultérieure du boulon fileté est matricée dans la matrice 20" sur le tronçon 1.
L'angle de l'outil conique servant à former le rétrécissement 5 (figo 2) peut être
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un peu plus grand que l'angle de réduction de la partie 25' de matri-' gage de l'outil suivant 25 (fig. 3 et 7), de sorte que, dans cet outil 25;, la surface de cisaillement non munie de la couche de produit de glissement ' de l'ébauche est déjà passée par :
Le poste réducteur lorsque l'ébauche 3, 4,
5 conformée dans l'outil 20 touche la partie de réduction même par la couche pleinement efficace de produit de glissement placée sur sa surface envelop- pante Des bavures éventuelles provenant de la coupe de cisaillement sont pressées dans la surface d'extrémité de l'ébauche en s'y incrustant fixement du fait de la constitution conique de la partie 20" de la matrice et de la @ tige de contre-appui et d'éjection 22. Au moment de l'éjections l'ébauche ini- tialement conformée est saisie par les pinces 17 et amenée automatiquement au second outil 25 (figo 6)
Le second outil de pressage 25 est constitué de façon analogue au premier; c'est-à-dire qu'il comporte une matrice qui est aussi avantageusement en deux parties.
La partie antérieure 25' contient le poste réducteur 8 (fig. 3a et 7)tandis que la partie postérieure 25" sert uniquement par son alésage 26 à recevoir la partie de tige réduite 9 de la pièce intermédiaire et à guider la tige d'éjection 27.
Le poinçon est avantageusement en deux parties. Dans la partie creuse 29 entourant la partie médiane 28 de l'éjecteur, on a prévu la forme hexagonale afin de produire une forme intermédiaire de la tête six-pans.
Dans le second outil de pressage 25,la tige 4 de l'ébauche conformée est partiellement réduite pour produire la partie 9 de la tige. Le poste réduc- teur 8 de la matrice ne réduit avec sûreté qu'une partie de la tige 4. de
L'ébauche initialement conformée, qui porte une couche de produit de glis- sement complètement maintenue et ayant par suite son plein effet.
En outre, la (orme initiale de tête 3 (fig. 2 et 6) est en même temps pressée pour produire une forme intermédiaire pyramidale 6 de six-pans (fige 3 et 7) comportant des arêtes vives et uue facette ue grandeur exces- siveo Le poinçon de tête 29 de l'outil exerce tout d'abord sa pression sur la forme initiale de tête 3, produite à la passe précédente,par sa surface conique oblique 31.
Dès que la surface d'appui de tète de l'ébauche confor- mée 39 4, 5 touche la surface d'extrémité de la partie 25' de la matrice, deux actions composantes se produisent; premièrement, une composante perpen- diculaire à la surface conique du poingon et, deuxièmement, les composantes normales aux surfaces pyramidales qui se forment sur la tête pour l'applica- tion d'une clef. les points d'intersection de ces composantes se rencontrent encore dans la tête, de sorte que même une pression de pressage excessive- ment élevée ne peut pas refouler de matière de la tête dans la tige, ce qui aurait des conséquences nuisibles. La conformation de la tête est transmise sciemment au poinçon et n'est pas effectuées,9 comme cela était usuel jusqu'à présents, dans la matrice.
L'avantage de cette opération réside en ce que l'éjection de la tige réduite se fait très facilement sans que la partie de tige soit de nouveau refoulée derrière le poste réducteur. La pièce intermé- diaire est retirée de la matrice lors du recul du poinçon du fait de la con- formation de la tête dans ce dernier.
L'éjecteur 28, prévu dans le poinçon, assure que le boulon est éjecté doucement du poinçon 29 s'il se trouve éven- tuellement coincé dans ce dernier au cours de son recula En constituant le dispositif sous forme de presse à transport transversale les pinces 32 peuvent , en conséquence, saisir le boulon avec sûreté, car la constitution conforme à l'invention des outils évite une éjection dure et subite, telle que celle qui se produit presque toujours dans des matrices comportant une partie de con- formation de la tête.
Les pinces 32 transportent alors la pièce au dernier outil où son façonnage est achevé. L'outil 33 est avantageusement constitué de nou- veau par une matrice en deux parties (figo 8). La partie antérieure 33' de la matrice ne sert essentiellement qu'au lissage des parties de tiges 7 et 9 et à la formation d'une plaquette ronde d'appui sous la tête six-pans. La partie postérieure 33' de la matrice comporte une forme de refoulement co-
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nique servant à produire une extrémitétronconique 12 et qui est prolongée par l'alésage 35 prévu pour la tige d'éjection 360
Le poinçon est également en deux parties.
La partie creuse ex-- térieure 37 porte un outil calibxeur 38 pour les surfaces de la tête du bou- lon destinées à coopérer avec la clef;, tandis que la partie centrale 39 as-' sure la conformation de la tête de la forme intermédiaire 6 à la forme finale 11. Au cours de cette dernière passe de travail, la tige 7 et la partie de tige 9 sont calibrées uniquement par lissage. Une courte calotte tronconi- que 12 est en même temps matricée pour former la pointe du boulon fini (fig.4).
Une pression exercée en bout sur la surface d'extrémité de la tête intermédiaire pyramidale 6 presse cette dernière en observant la hauteur finale de la tête, la facette de la tête finale 11, conforme aux normes, non touchée par 1* outil, se formant par coulée libre. La conformation de la tête même est effectuée sciemment dans le poinçon. Dans ce cas, le poinçon extrait le boulon effectivement de la matrice au cours de son recul et la broche d'é- jection 36 prévue dans la partie 33" de la matrice ne sert que d'organe de sé- curité.
De la manière qui a été décrites,on obtient une conformation sans chutes des têtes six-pans de boulons formées à partir de tronçons de barres;, le cas échéant du diamètre nominal des boulons ou vis terminés, puis les par- 'Liés réductrices sont ménagées dans une importante masure. Par le matriçage d'un rétrécissement sur des tronçons de barres ayant sensiblement le diamètre nominal des boulons ou vis 'terminés, on peut obtenir que seulement des surfa- ces parfaitement couvertes de produit de glissement et par conséquent pleine- ment efficaces du trongon de barre ou des ébauches de pressage viennent en contact au cours de la conformation par glissement avec les arêtes de travail des outils. La durée d'utilisation des outils est ainsi augmentée considéra- blement .
En combinaison avec l'économie de matière réalisée par la conforma- tion sans enlèvement de copeaux de la tête,l'économie des boulons ou vis conformés à froid est considérablement améliorée.
La pièce conformée sans enlèvement de copeaux de cette manière peut ensuite être bonifiée ou recuite si cela est nécessaire après ou.,de préférence, avant la conformation du filetage, par exemple par laminage, ce qui égalise les tensions produites entre la tête et la tige lors du refou- lement à froid.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de fabrication de pièces comportant une tête et une ti- ge,en particulier de boulons filetés à tète six-pans, dans lequel une ébauche coupée sur une barre recouverte d'une couche de produit de glissement est con- formée à froid, caractérisé en ce que l'ébauche coupée sur une barre et ayant sensiblement le diamètre nominal de la tige de la pièce est fagonnée tout d'abord en formant par matrigage un rétrécissement conique à une extrémité de cette ébauche et en refoulant à son autre extrémité une partie de forme initiale (3) de la tête six-pans à une section plus petite que celle de la tête achevée, cette partie étant élargie par refoulement au cours de la passe de travail suivante en lui donnant une forme intermédiaire de tête six-pans allant de préférence en diminuant vers la surface d'extrémité de la têtes,
la tige subissant au moins un rétrécissement sur sa longueur et l'un (10) de ces rétrécissements étant formé à l'extrémité de la tige au maximum au dia- mètre de laminage de la partie ultérieurement filetée de cette tige, puis la tâte étant ensuite soumise à un refoulement d'achèvement en au moins une autre passe de travail-, après quoi la pièce terminée est le cas échéant re- cuite.