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PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION D"OUTILS.
L'invention concerne un procédé de fabrication d'outils en faisant agir des cylindres en mouvement de rotation sur une barre ronde pour obtenir des outils dont le profil varie dans le sens de leur axe de rotation.
De nombreux procédés et dispositifs connus ont pour but de fabriquer des outils de cette nature en faisant agir des cylindres en mouvement de rotation sur une barre ronde, mais aucun d'eux n'a donné jusqu'à présent des résultats satisfaisants.
On résout ce problème suivant l'invention en chauffant la barre ronde à la température de déformation (température de forgeage) et en terminant son laminage immédiatement après en une seule opération sans la démonter ni la remonter au moyen de plusieurs cylindres commandés, auxquels la barre arrive directement en venant du point où elle a été chauffée, et qui sont disposés dans un plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde et autour d'elle, de façon à entourer par les cylindres profilés venant en contact avec la barre ronde la périphérie de la section dans ce plan, dans lequel se trouvent les axes de rotation des cylindres, c'est-à-dire que ces axes sont perpendiculaires à laxe de la barre ronde.
Suivant une autre forme de réalisation et un perfectionnement de ce procédé, pour fabriquer des outils à profil hélicoïdal dans le sens de leur axe, on peut faire basculer les axes de rotation des divers cylindres d'un angle de 45 au maximum hors du plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde suivant l'angle du pas de l'hélice de l'outil qu'on désire obtenir.
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Le procédé suivant l'invention permet de fabriquer les outils de cette nature par un mouvement de rotation en une seule opération et en une seule chaude, sans qu'il soit nécessaire de fixer la barre ronde ni l'outil à fabriquer avec cette barre pendant l'opération de laminage. Cette condition représente un notable progrès par rapport aux procédés connus et on a constaté que, même si la barre doit subir une très forte réduction de section,
il suffit généralement d'une série de cylindres montés dans un plan pour effectuer le laminage ' t que l'avancement de la barre ronde ou des cylindres dans l'installation seffectue exclusivement par les cylindres euxmêmes Etant donné que la barre ronde chauffée à la température de déformation ou de forgeage arrive sans retard et directement dans l'installation des cylindres, le progrès important réalisé consiste en grande partie dans le fait que le laminage définitif de l'outil peut être obtenu en une seule opération et en une seule chaude.
Un autre progrès important qui s'y ajoute consiste dans le fait que les cylindres entourent complètement la section de la barre ronde ou de l'outil à fabriquer avec cette barre pendant l'opération de laminage et que, par suite, la formation de discontinuités n'est guère possible.
Le mode de chauffage n'a aucune importance en principe dans l'application du procédé. Par exemple, on peut chauffer la barre ronde par résistance électrique, par chauffage électrique à haute fréquençe ou par le gaz. Si le chauffage s'effectue par exemple par la haute fréquence, les diverses barres rondes peuvent être découpées d'avance en longueurs convenant à la fabrication des outils et arrivera séparément dans des magasins du dispositif de laminage. Suivant une forme de réalisation choisie de préférence de l'invention, en fait arriver au pote de chauffage une barre continue, dont on découpe après chauffage la barre ronde destinée à la fabrication de l'outil, à un moment où. les cylindres profilés ont déjà commencé à la saisir.
Si, à ce moments on détache l'extrémité de la barre ronde destinée à la fabrication de l'outil, le mouvement d'avancement peut être repris par le dispositif de laminage. Ainsi qu'il a déjà été dits il suffit généralement d'une seule série de cylindres disposés dans un plan .Mais il est aussi possible et avantageux dans certains cas de terminer le laminage des outils profilés en une seule chaude par plusieurs séries de cylindres agissait sur eux et disposés'dans le temps et localement immédiatement l'un derrière l'autre.
Il peut être avantageux, dans ce cas, de one faire basculer hors du plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde, que la dernière série de cylindres, pour obtenir de cette manière un produit final consistant en un outil à profil en spirale, par exemple un forêt hélicoïdale '.On fabrique aussi de cette manière l'outil en une seule opération et en une seule chaude, puisque c'est seulement la dernière série de cylindres qui provoque la torsion de la barre ronde, de la manière voulue.
Suivant un autre perfectionnement de l'invention, on fabrique* des alésoirs en laminant par un cylindre plusieurs profils en long de l'outil. Cette solution est particulièrement importante lorsqu'il s'agit d'obtenir un grand nombre de profils en long de l'outil, pour limiter autant que possible le nombre de cylindres nécessaires.
S'il s'agit de laminer des tarauds,on lamine les creux des filets au moyen de cylindres dont l'axe de rotation est dans un plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde et dont le profil de la périphérie est on- dulég avec ondulations obliques par rapport à l'axe de rotation du cylindre, suivant les arêtes coupantes des filets qu'on désire. Il résulte de cette forme de construction que les axes de rotation de tous les cylindres peuvent être dans un plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde. La barre ronde avance ainsi suivant son axe sans mouvement de rotation dans le dispositif de laminage, tandis qie les arêtes coupantes des creux des filets possèdent une certaine obliquité conforme au pas du filetage qu'on désire.
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Si on désire laminer des profils en long hélicoïdaux suivant l'invention ai: moyen de cylindres, dont les axes de rotation sont légère- ment inclinés hors du plan perpendiculaire à l'axe de la barre ronde, il en résulte, si on ne prend pas des mesures spéciales, outre le mouvement d'avancement suivant l'axe de la barre ronde ou de l'outil, un mouvement de rotation autour de cet axe. Il est nécessaire de limiter pratiquement à 45 la valeur de cet angle d'inclinaison, sans quoi les cylindres devraient en outre subir une forte correction. Dans certains ces particuliers, ce mou- vement de rotation de la barre ronde ou de l'outil à fabriquer pourrait être désavantageux.
Pour éviter ce mouvement de rotation, les cylindres reçoivent outre le mouvement de rotation autour de leur axe, un mouvement de rotation supplémentaire autour de l'axe de la barre ronde en sens inverse du mouve- ment de rotation ainsi pris par la barre ronde, du fait que l'axe des cylin- dres autour duquel ils tournent est incliné par rapport au plan perpendicu- laire à l'axe de la barre ronde. Il est possible dans ces conditions de faire passer la barre ronde dans le dispositif de laminage sans qu'elle tourne. Cette solution peut être appliquée avantageusement au cas où la barre à laminer n'est pas chauffée avant d'arriver dans le cylindre. Cet- te forme de réalisation spéciale peut être appliquée par exemple à la fabrication de fils ou barres hélicoïdaux d'armature du béton armé.
Ces fils ou barres d'armature ont une longueur de plusieurs mètres et, par suite, leur mouvement de rotation aurait une fâcheuse influence. Cette situation est d'autant plus fâcheuse que ces fils ou barres ne sont qu'insuffisamment dressés. Suivant cette forme de réalisation spéciale de l'invention la torsion du fil ou de la barre s'effectue sans montage particulier, mais le mouvement de rotation du fil ou de la barre autour de leur axe est supprimé.
On choisit généralement pour appliquer le procédé suivant l'invention une barre ronde de section circulaire et droite, car le profil définitif peut être obtenu par laminage en une seule opération et en une seule chaude. Mais il peut arriver que le procédé s'applique sans difficulté à des barres dont la section initiale n'est pas circulaires
Les cylindres d'une série disposés dans un plan vertical qui servent à l'application du procédé suivant l'invention sont actionnés par an dispositif de commande commun et sont montés dans une chambre commune, qui comporte une ouverture centrale de passage de la barre ronde ou de l'outil.
Si la barre ronde ou l'outil doivent recevoir un profil hélicoïdal, mais pas de mouvement de rotation, la chambre commune est montée à rotation suivant l'invention et est actionnée par un dispositif de commande qui, de préférence est le même que celui qui sert à actionner les cylindres de cette série.
Si le jeu de cylindres ne se compose pas de plus de quatre cylindres, leur montage dans une chambre commune et leur commande commune par un dispositif de commande commun ne donnent lieu à aucune difficulté. Mais, si ce jeu se compose de plus de quatre cylindres, on donne la préférence suivant l'invention à un flasque de chaque cylindre profilé la forme d'une roue dentée ou on l'accouple avec une roue dentée qui engrène avec une roue dentée de commande montée à rotation dans la chambre. Il convient, à ce propos, de monter le cylindre à rotation autant que possible sur des galets dans un palier fixé sur un prolongement de la chambre, qui, par rapport à l'axe de la barre ronde ou de l'outil passe de l'extérieur au-dessus du cylindre.
Quoique cette forme de construction convienne, particulièrement au cas où le jeu de cylindres comporte plus de quatre cylindres, elle peut être aussi avantageusement choisie lorsque le nombre de cylindres ne dépasse pas quatre.
Elle permet de monter sans difficulté dans un même plan six cylindres, dont on peut aussi incliner les axes de rotation d'une manière appropriée pour fabriquer des profils en longhélicoïdaux, sans donner des dimensions excessives aux cylindres. Il y a lieu de remarquer que le montage d'un grand nombre de cylindres dans une chambre est d'autant plus facile que leur diamètre est plus grand.
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D'autres perfectionnements et formes de construction avantageuses du dispositif suivant l'invention sont décrits ci-après en détail avec le dessin ci-joint à l'appui qui représente sous forme simplifiée quelques formes de réalisation de l'invention et sur lequel : la fige 1 est une coupe schématique d'un dispositif convenant à l'application du procédé suivant l'invention, la fige 2 est une coupe d'un forêt hélicoïdal fabriqué suivant l'invention avec coupe de la périphérie profilée des quatre cylindres prévus à cet effet, la fig. 3 est une coupe semblable à la fig. 2, d'un dispositif de fabrication d'un alésoir au lieu d'un forêt hélicoïdal. la fige 4 est une coupe semblable à celles des figs. 2 et 3 d'un dispositif de fabrication d'une ébauche de tarauds, la fig. 5,est une coupe semblable à celles des figs.
2 et 3 d'un dispositif de fabrication d'un taraud avec portion filetée attenante obtenue par laminage:. la fig. 6 est une élévation latérale d'un alésoir conique qui fait comprendre son procédé de fabrication, la fige 7 est une élévation d'un dispositif convenant à l'application du procédé suivant l'invention observée dans la direction de la flèche a-b de la fig. 8, la figa 8 représente dans sa moitié supérieure une coupe suivant la ligne A-O-B de la fige 7 et dans sa moitié inférieure une coupe suivant la ligne O-C de cette même figure, la fig. 9 est une coupe partielle d'une forme de construction spéciale d'un cylindre et de sa commande, faisant partie par exemple du dispositif des figs. 7 et 8, la fig.
10 est une élévation d'une série de cylindres construits suivant l'invention et pouvant coopérer par exemple avec le dispositif des figs. 7 et 8, la fig. 11 est une élévation schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention convenant par exemple à la fabrication d'un forêt hélicoïdal.
Suivant la forme de réalisation de la fige 1, on fait arriver une barre 1 au moyen de rouleaux d'avancement 2 dans une chambre 3 hermétiquement fermée et dans laquelle on fait arriver par un tuyau 4 un gaz qui empêche l'oxydation et sort par un tuyau 5.
La barre 1 est chauffée par résistance électrique au moyen d'un transformateur 6 connecté en triangle et transformant un courant triphasé à 220/380 volts en courant à 1-2 volts. Le courant transformé est transmis à la barre, par quatre mâchoires de contact- 7, 8, 9 et 10 qui entourent la barre et peuvent être relevées d'une manière non représentée.
Les quatre mâchoires de contact 7, 8, 9 et 10 sont refroidies en supplément pour diminuer autant que possible le chauffage de la barre aux points qui doivent former finalement la tige de l'outil à fabriquer. Le nombre de mâchoires de contact peut être quelconque et n'a aucune importance au point de vue du principe de l'invention.
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Il résulte de cette disposition des mâchoires de contact 7, 8,
9, 10 que la barre séchauffe par échelons à la température de déformation ou de forgeage. Elle arrive ensuite dans un dispositif de laminage 11, qui, pour simplifier, est représenté sous forme de deux cylindres superposés 12 et 13. Mais, ainsi qu'on le verra plus loin en détail, ce dispositif com- porte effectivement un nombre de cylindres autour de la barre ronde suffisant pour en recouvrir toute la périphérie.
Un dispositif de coupe 14 qui peut être d'une forme de construc- tion quelconque est disposé immédiatement derrière la mâchoire de contact
10. Ce dispositif de coupe permet de couper la barre en diverses barres rondes élémentaires, dont la longueur se compose d'une portion qui se trou- ve entre les diverses mâchoires de contact et qui, par suite, est chauffée et d'une autre nortion qui se trouve dans la région de la mâchoire de con- tact, en détachant les barres élémentaires de façon à faire sortir chacune d'elles, l'extrémité froide qui se trouvait dans la région de la mâchoire de contact en avant du dispositif de chauffage.
Le dispositif de laminage 11 est disposé immédiatement derrière la dernière mâchoire de contact 10, de façon que l'extrémité de la tige 15 de la barre ronde soit déjà arrivée entre les cylindres et que les cylindres aient déjà saisi l'extrémité 16 de la barre ronde chauffée et à laminer avant que la cisaille ou le couteau 14 ait détaché cette barre ronde de la barre entière.
L'extrémité de la tige 15 de chaque barre ronde ne subit donc en principe pas de laminage. Le traitement subi par l'extrémité 16 de la barre ronde est décrit ci-après en détail avec les autres figures à l'appui.
Suivant la fige 2, le laminage de cette portion 16 s'effectue au moyen de deux paires de cylindres, c'est-à-dire de quatre cylindres, dont la première paire est désignée par 17 et la seconde par 18. Les deux cylindres 17 forment les rainures et les cylindres 18 les arêtes coupantes du forêt hélicoïdal 19. La forme de la périphérie des cylindres 17 est choisie de façon que le rayon du profil 20 diminue progressivement jusqu'à la valeur du rayon du profil 21 et que par suite la profondeur des rainures formées par la périphérie des deux cylindres 17 augmente progressivement dans la direction longitudinale et à partir de la tige du forêt hélicoïdal 19, ainsi que l'indiquent les prescriptions relatives à la forme des forêts hélicoïdaux et en contribuant à rendre le forêt moins susceptible de se rompre.
Les deux cylindres 17, 18 sont disposés de façon que leurs axes de rotation se trouvent dans un plan perpendiculaire à l'axe 22 du fôret hélicoïdal. Dans ce cas, le laminage des rainures du forêt hélicoïdal est bien terminé, mais le forêt lui-même n'est pas encore hélicoïdal. A cet effet,il est nécessaire d'incliner en supplément les paires de cylindres 17 et 18 hors du plan vertical précité d'une manière décrite en détail plus loin, conformément au pas qu'on désire du profil hélicoïdal.
Le dispositif de la fige 3 comporte comme précédemment deux paires de cylindres 23 et 24, mais qui servent à fabriquer un alésoir. Les cylindres de chaque paire comportent deux portions surélevées pour former d'une manière appropriée deux rainures respectives 25 et 26 par laminage dans la barre ronde. Ces portions surélevées sont réparties sur les paires de cylindres 23. 24, de façon à obtenir un alésoir 27 dont la section comporte huit profils en long uniformément répartis sur sa périphérie.
Si cet alésoir doit être hélicoïdal, les axes de rotation des cylindres des diverses paires de cylindres 23. 24 doivent être inclinés de la manière décrite ci-dessus hors du plan vertical perpendiculaire à l'axe 28 de l'alésoiro
La fig.4 indique de quelle manière l'ébauche d'un taraud doit être laminé suivant l'invention., Comme précédemment, deux paires de cylindres 29, 30 sont disposés autour de l'ébauche 31 du taraud à fabriquer.
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Chaque cylindre de chaque paire comporte sur sa périphérie extérieure une rertion surélevés 32 qui sert à laminer une rainure continue d'évacuation des copeaux, et à côté de laquelle le profil de la périphérie extérieure des cylindres des paires 29, 30 comporte des intervalles 33 qui servent à recevoir les arêtes coupantes des filets. Il n'est généralement pas nécessaire de donner une forme hélicoïdale au taraud autour de l'axe 34 et, per suite, les axes de rotation des quatre cylindres des paires 29, 30 sont dans un plan perpendiculaire à l'axe 34. La fig. 5 indique de quelle manière se fabriquer le taraud fini de laminage par le procédé suivant l'invention. Suivant cette figure, six cylindres en deux groupes de trois cylindres semblables sont disposés autour de la section du taraud à fabriquer 35.
Les cylindres du premier groupe désignés par 36 comportent sur leur périphérie extérieure des portions en saillie 37, qui forment par laminage dans l'outil des rainures longitudinales appropriées. Les cylindres de l'autre groupe sont désignés par 38 et sont disposés de façon à séparer toujours deux cylindres 36 par un cylindre 38 et, comme précédemment, à recouvrir la totalité de la périphérie de la section du taraud 35 par les profils des cylindres 36, 38. Le cylindre 38 comporte un profil ondulé 39 destiné à former par laminage les filets coupants dans les intervalles 40 du taraud 35. Les diverses ondulations sont ainsi légèrement inclinées par rapport au plan de la figure conformément au pas du taraud qu'on désire.
Les axes de rotation des six cylindres 36, 38 sont dans un plan perpendiculaire à l'axe 41 du taraud, de sorte que les divers profils en long du taraud ne comportent pas de torsion.
La fige 6 indique de quelle manière se fabriquer, suivant l'invention, un alésoir conique. L'alésoir conique 42 consiste en principe en une portion de tige 43 et une portion d'alésoir conique 44. On fait avancer comme l'indique la fig. 1, la barre ronde nécessaire à cet effet,la portion de tige 43 en avant, dans le dispositif de laminage qui se compose d'une série de cylindres à peu près tels que ceux de la fig'. 3. La fig. 6 ne représente pour simplifier qu'un seul de ces cylindres, dont la périphérie ne comporte aussi que le profil de formation d'une rainure longitudinale. Mais ces simplifications ne doivent être considérées sur la fige 6 que pour la rendre plus claire.
La portion D de la fige 6 indique l'état initial et la portion E l'état final. Il s'agit donc en tout cas du même cylindre qui tourne dans la direction de la flèche e-d et est commandé mécaniquement.. La périphérie du cylindre se compose en principe de deux segments e et f. Le-seg- ment e sert à former les rainures coniques 45 de l'alésoir 42, tandis que le segment f sert à guider la portion de la tige 43 de l'alésoir, dont le carré est désigné par 46.
Une circonférence concentrique 47 est tracée en traits mixtes dans le cylindre 48, et correspond à peu près à la profondeur maximum des rainures de l'alésoir 42. Il est facile de voir sur la fige 6 que le profil s'accentue progressivement dans la région du segment e du cylindre 48, en faisant ainsi diminuer progressivement la conicité de la por-@ tion 44 de l'alésoiro Dans la position D,le commencement du segment e -de rayon minimum a juste commencé à saisir la portion 44 de l'alésoir 42. Dans la position E, le laminage de l'alésoir est terminé et celui-ci quitte le dispositif de laminage dans la direction de la fièche g-h.
Le segment f sai- sit ensuite une nouvelle barre ronde,
Suivant les fige 7 et 8, tous les cylindres 50 d'un jeu de cylindres sont montés dans une chambre commune 49, qui est percée d'une ouverture centrale 51 de passage de l'outil fini de laminage. La fige 8 représente deux de ces cylindres, tandis que la fig. 7 ne représente que la commande d'un seul cylindre.. Le nombre des cylindres n'est limité sur les figures que pour les rendre plus claires. Il existe donc au total quatre, six ou huit cylindres (et même davantage pour fabriquer des fraises à deux faces).
Chaque cylindre de cette forme de réalisation comporte un arbre 52 monté dans
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des coussinets 54 disposés dans l'extrémité de bout 53 de la chambre 49.
Le mode de fixation de ces coussinets 54 sur l'extrémité de bout 53 de la chambre 49 a'est pas représenté, car il n'a aucune importance au point de vue de l'invention. Une extrémité de l'arbre 52 sert à fixer une roue conique 55 dont le grand diamètre est en dehors. Ses dents engrènent avec celles d'une roue conique 56, calée sur un arbre 57, parallèle à l'axe de l'ouverture 51 de la chambre 49. Cet arbre 57 est commandé par une roue à denture droite 58 qui engrène avec un pignon 599 monté fou à rot ation sur un prolongement 60 de la chambre 499 qui se trouve du côté postérieur de la chambre 49, c'est-à-dire du côté opposé à l'extrémité de bout 53.
Le pignon 59 engrène donc avec un nombre de roues dentées 58 égal à celui des cylindres 50. La fig. 8 ne représente que deux de ces roues 58, puisque cette figure ne représente que deux cylindres 50.
Une roue dentée 61 solidaire du pignon 59 est donc aussi montée à rotation folle sur le prolongement 60. Une roue dentée 62 engrène avec la roue 61 et est clavetée sur un arbre 63, monté à rotation dans deux paliers fixes 64, 65. Ces deux paliers 64,65 font aussi partie de la fondation ou des montants du dispositif de laminage ou en sont solidaires. L'arbre 63 comporte aussi une poulie à courroie 66 qui coopère avec une courroie non représentée et actionnée par un moteur quelconque, par exemple un moteur électrique. On fait arriver entre les cylindres 50 une barre ronde 67 delà manière décrite ci-dessus. L'arbre 63 et, par suite, la roue dentée 62 sont actionnés par l'intermédiaire de la poulie à courroie 66 dans le sens indiqué par les flèches des fig. 7 et 8.
Les sens de rotation des autres arbres et roues dentées sont également indiqués par des flèches sur les deux figures. Les deux cylindres 50 tournent donc en sens inverse des aiguilles d'une montre en considérant leur surface à partir de leur côté libre. Ces cylindres forment le profil hélicoïdal qu'on désire dans la barre ronde 67 du fait qu'on incline les arbres 52 des cylindres en dehors du plan perpendiculaire à l'axe de l'ouverture 51 ou de la barre ronde 67. Les deux cylindres, en saisissant la barre ronde, non seulement la font avancer par le trou 51 de gauche à droite, fig. 8, dans la direction de la flèche g-h, mais encore la font tourner dans le sens indiqué par la flèche en hélice i, c'est-à-dire dans le sens aiguilles d'une montre, si on considère la barre ronde par derrière, c'est-à-dire à partir de son côté postérieur de la fige 8.
Un dispositif de coupe 68 correspond au dispositif de coupe 14 de la fig. 1. Pour empêcher la barre ronde 67 de tourner dans la direction de la flèche i ou pour atténuer ce mouvement de rotation, on peut encore disposer la chambre 49 à rotation autour de l'axe de l'ouverture 51 au lieu de la monter à poste fixe. A cet effet, on monte la chambre dans un palier 69 qui peut être en une seule pièce avec le palier 64 de montage de l'arbre de commande 63. De plus, cet arbre de commande 63 comporte un pigon 70 qui est calé sur lui et dont les dents engrènent avec celles d'une roue dentée 71, disposée sur la chambre 49 ou en faisant partie. Le mouvement de rotation supplémentaire de la chambre 49 autour de l'axe de l'ouverture 51 n'exerce donc aucune influence sur la commande des arbres 57 et, par suite, des cylindres 50.
Suivant les flèches des figs. 7 et 8, la chambre tourne en sens inverse du sens de rotation i de la barre ronde 67. Si donc, la barre ronde tourne dans le sens i des aiguilles d'une montre, (considéré par rapport à l'extrémité de bout de la chambre 49), la chambre 49 tourne autour de l'axe de l'ouverture 51 en sens inverse des aiguilles d'une montre.
La forme de réalisation dans laquelle la chambre 49 est montée à rotation autour de l'axe de l'ouverture 71 convient particulièrement aux cas où il s'agit de former des rainures hélicoïdales en forme de rayures dans une barre particulièrement longue. Tel est donc le cas en particulier des fils ou barres d'armature hélicoïdaux servant à la fabrication du béton
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armé.
La fig. 9 représente une chambre 72 légèrement modifiée qui sert à monterau moyen d'une douille 73, un arbre 74 sur l'extrémité duquel est calé un pignon conique 75, qui engrène avec les dents d'une roue conique 76 faisant partie d'un cylindre 77, du fait qu'un flasque de ce cylindre compor- te les dents de la roue conique 76. Ce cylindre est monté par un palier à deux bras 78 dans un prolongement 79, qui est fixé d'une manière non repré- sentée sur la chambre 72 et passe de l'extérieur sur le cylindre 77. L'axe longitudinal de l'outil à fabriquer avec une barre ronde est désigné par 80 et un plan perpendiculaire à cet axe est désigné par 81. Le cylindre 77 est monté sur un tourillon 82 dont l'axe 83 fait un angle Ó avec le plan 81.
Le plan 84 du cylindre 77 fait le même angle Ó avec l'axe 80 de l'outil à fabriquer. Cette forme de construction convient particulièrement lorsque le nombre de cylindres faisant partie d'un jeu de cylindres est supérieur à quatre dans un plan.
La fig. 10 indique de quelle manière six cylindres 85 au total sont montés au moyen des dispositifs de portée de la fige 9 autour d'une - pièce 86. La pièce de cet exemple de réalisation consiste en une ébauche d'un alésoir qui comporte six rainures longitudinales hélicoïdales 87 qui sont formées chacune par une portion surélevée correspondante de la péri- phérie du profil des cylindres 85. Les cylindres entourent, comme précé- demment, complètement la section de la pièce 86. La périphérie extérieure peut également comporter des segments différents,comme-l'indique la fig.6.
La forme de réalisation de la fig. 11 comporte trois séries de cylindres 88. 89 et 90, disposés l'un derrière l'autre et destinés à lami- ner en une seule chaude un forêt hélicoïdal relativement long. Chaque série de cylindres se compose dans l'exemple de réalisation représenté, de quatre cylindres entourant la section de la barre ronde ou de la pièce 91 et qui peuvent être semblables à ceux de la fige2. Mais dans la forme de réali- sation de la fig. 11, les rainures et le laminage de terminaison s'effec- tuent d'abord au moyen des cylindres de la série 90, du fait que les axes 93 de tous les cylindres de cette série sont inclinés à cet effet de l'angle par rapport au plan 92 perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pièce 91.
Tous les cylindres des séries 88, 89 et 90 comportent un segment de pro- fil 94 et un segment de la tige 95 dans lequel passe la portion de tige 96 de la pièce 91.
Les quatre cylindres des séries 88, 89, 90 sont toujours groupés par paires d'une manière non représentée, conformément à la fige 2, du fait que deux cylindres opposés forment les rainures longitudinales et les deux cylindres qui leur sont à peu près perpendiculaires forment les arêtes com- pantes.
Les cylindres des séries 88 et 89 ne forment que les profils auxquels ils sont destinés, étant donné que ces deux cylindres ne font pas prendre une forme hélicoïdale aux rainures longitudinales de la pièce. Les axes de rotation de ces cylindres ne sont donc pas inclinés par rapport aux plans 92 perpendiculaires à l'axe de la pièce 91. La pièce 91 avance dans la direction de la flèche g-h sans torsion, sous l'action des cylindres com- mandés des séries 88. et 89, étant donné que les cylindres de la série 90 ont déjà fait prendre aux rainures longitudinales une forme hélicoïdale.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING TOOLS.
The invention relates to a method for manufacturing tools by causing rotating cylinders to act on a round bar to obtain tools whose profile varies in the direction of their axis of rotation.
Numerous known methods and devices aim to manufacture tools of this nature by causing cylinders in rotational movement to act on a round bar, but none of them has so far given satisfactory results.
This problem is solved according to the invention by heating the round bar to the deformation temperature (forging temperature) and ending its rolling immediately after in a single operation without dismantling or reassembling it by means of several controlled cylinders, to which the bar arrives directly coming from the point where it has been heated, and which are arranged in a plane perpendicular to the axis of the round bar and around it, so as to surround by the profiled cylinders coming into contact with the round bar the periphery of the section in this plane, in which the axes of rotation of the cylinders are located, that is to say that these axes are perpendicular to the axis of the round bar.
According to another embodiment and an improvement of this method, to manufacture tools with a helical profile in the direction of their axis, the axes of rotation of the various cylinders can be tilted by an angle of at most 45 outside the perpendicular plane. to the axis of the round bar according to the angle of the pitch of the helix of the tool that is to be obtained.
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The method according to the invention makes it possible to manufacture tools of this nature by a rotational movement in a single operation and in a single hot one, without it being necessary to fix the round bar or the tool to be manufactured with this bar during the rolling operation. This condition represents a significant improvement over the known methods and it has been observed that, even if the bar must undergo a very large reduction in section,
a series of rolls mounted in a plane is generally sufficient to effect the rolling 't that the advancement of the round bar or rolls in the installation is effected exclusively by the rolls themselves Since the round bar heated to the temperature deformation or forging happens without delay and directly in the installation of the rolls, the important progress made consists largely in the fact that the final rolling of the tool can be obtained in a single operation and in a single hot one.
Another important advancement which is added to this consists in the fact that the rolls completely surround the section of the round bar or of the tool to be manufactured with this bar during the rolling operation and that, consequently, the formation of discontinuities is hardly possible.
The heating mode is in principle of no importance in the application of the process. For example, the round bar can be heated by electric resistance, by high-frequency electric heating or by gas. If the heating is carried out for example by high frequency, the various round bars can be cut in advance into lengths suitable for the manufacture of the tools and will arrive separately in magazines of the rolling device. According to a preferred embodiment of the invention, in fact arrive at the heating pot a continuous bar, from which the round bar intended for the manufacture of the tool is cut after heating, at a time when. the profile cylinders have already begun to grab it.
If, at this time, the end of the round bar intended for the manufacture of the tool is detached, the forward movement can be taken up by the rolling device. As has already been said, a single series of cylinders arranged in a plane is generally sufficient. But it is also possible and advantageous in certain cases to complete the rolling of the profiled tools in a single hot one by several series of cylinders acting on them and arranged in time and locally immediately one behind the other.
It may be advantageous, in this case, to tilt out of the plane perpendicular to the axis of the round bar, than the last series of cylinders, in order to obtain in this way a final product consisting of a tool with a spiral profile, for example a helical drill. 'The tool is also manufactured in this way in a single operation and in a single hot operation, since it is only the last series of cylinders which causes the twist of the round bar, in the desired manner.
According to another improvement of the invention, reamers are manufactured by rolling several longitudinal profiles of the tool through a cylinder. This solution is particularly important when it comes to obtaining a large number of longitudinal profiles of the tool, in order to limit as much as possible the number of cylinders required.
If it is a question of rolling taps, the hollows of the threads are rolled by means of cylinders whose axis of rotation is in a plane perpendicular to the axis of the round bar and whose periphery profile is on- dulég with oblique undulations with respect to the axis of rotation of the cylinder, following the cutting edges of the desired threads. It follows from this form of construction that the axes of rotation of all the cylinders can be in a plane perpendicular to the axis of the round bar. The round bar thus advances along its axis without rotational movement in the rolling device, while the cutting edges of the hollow of the threads have a certain obliquity in accordance with the pitch of the thread that is desired.
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If one wishes to roll lengthwise helical profiles according to the invention ai: by means of cylinders, the axes of rotation of which are slightly inclined out of the plane perpendicular to the axis of the round bar, the result is, if one does not take no special measures, in addition to the forward movement along the axis of the round bar or the tool, a rotational movement around this axis. It is necessary to limit the value of this angle of inclination to practically 45, otherwise the cylinders would also have to undergo a strong correction. In some such individuals, this rotational movement of the round bar or the tool to be fabricated could be disadvantageous.
To avoid this rotational movement, the cylinders receive, in addition to the rotational movement around their axis, an additional rotational movement around the axis of the round bar in the opposite direction to the rotational movement thus taken by the round bar, because the axis of the cylinders around which they rotate is inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the round bar. It is possible under these conditions to pass the round bar through the rolling device without it rotating. This solution can be applied advantageously in the case where the rolling bar is not heated before arriving in the cylinder. This special embodiment can be applied, for example, to the manufacture of helical reinforcing wires or bars for reinforced concrete.
These wires or reinforcing bars have a length of several meters and, consequently, their rotational movement would have an unfortunate influence. This situation is all the more unfortunate since these wires or bars are only insufficiently trained. According to this special embodiment of the invention, the twisting of the wire or of the bar takes place without any particular assembly, but the rotational movement of the wire or of the bar around their axis is suppressed.
In order to apply the process according to the invention, a round bar of circular and straight section is generally chosen, since the final profile can be obtained by rolling in a single operation and in a single hot one. But it can happen that the process can be applied without difficulty to bars whose initial section is not circular.
The cylinders of a series arranged in a vertical plane which serve for the application of the method according to the invention are actuated by a common control device and are mounted in a common chamber, which has a central opening for the passage of the round bar. or tool.
If the round bar or the tool are to receive a helical profile, but no rotational movement, the common chamber is rotatably mounted according to the invention and is actuated by a control device which, preferably is the same as that which is used to operate the cylinders of this series.
If the set of cylinders does not consist of more than four cylinders, their mounting in a common chamber and their common control by a common control device does not give rise to any difficulty. But, if this set consists of more than four cylinders, preference is given according to the invention to a flange of each profiled cylinder in the form of a toothed wheel or it is coupled with a toothed wheel which meshes with a toothed wheel control unit rotatably mounted in the chamber. In this connection, it is advisable to mount the rotating cylinder as much as possible on rollers in a bearing fixed on an extension of the chamber, which, with respect to the axis of the round bar or of the tool passes from l outside above the cylinder.
Although this form of construction is suitable, particularly in the case where the set of cylinders has more than four cylinders, it can also be advantageously chosen when the number of cylinders does not exceed four.
It makes it possible to mount without difficulty in the same plane six cylinders, the axes of rotation of which can also be inclined in an appropriate manner to manufacture longhelical profiles, without giving excessive dimensions to the cylinders. It should be noted that the mounting of a large number of cylinders in a chamber is all the easier the larger their diameter.
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Other improvements and advantageous forms of construction of the device according to the invention are described below in detail with the accompanying drawing which represents in simplified form some embodiments of the invention and on which: Fig 1 is a schematic section of a device suitable for the application of the method according to the invention, Fig 2 is a section of a helical drill produced according to the invention with section of the profiled periphery of the four cylinders provided for this indeed, FIG. 3 is a section similar to FIG. 2, a device for manufacturing a reamer instead of a helical drill. Fig 4 is a section similar to those of Figs. 2 and 3 of a device for manufacturing a blank for taps, FIG. 5, is a section similar to those of figs.
2 and 3 of a device for manufacturing a tap with adjoining threaded portion obtained by rolling :. fig. 6 is a side elevation of a taper reamer showing its method of manufacture, pin 7 is an elevation of a device suitable for the application of the method according to the invention observed in the direction of the arrow ab of FIG. . 8, fig 8 shows in its upper half a section along line A-O-B of fig 7 and in its lower half a section along line O-C of the same figure, fig. 9 is a partial section through a special form of construction of a cylinder and its control, forming part for example of the device of figs. 7 and 8, fig.
10 is an elevation of a series of cylinders constructed according to the invention and which can cooperate for example with the device of FIGS. 7 and 8, fig. 11 is a schematic elevation of another embodiment of the invention suitable for example for the manufacture of a helical drill.
According to the embodiment of the rod 1, a bar 1 is made to arrive by means of advancement rollers 2 in a hermetically sealed chamber 3 and in which a gas is made to arrive through a pipe 4 which prevents oxidation and exits through a pipe 5.
Bar 1 is heated by electrical resistance by means of a transformer 6 connected in a triangle and transforming a three-phase current at 220/380 volts into current at 1-2 volts. The transformed current is transmitted to the bar, by four contact jaws - 7, 8, 9 and 10 which surround the bar and can be raised in a manner not shown.
The four contact jaws 7, 8, 9 and 10 are additionally cooled to reduce as much as possible the heating of the bar at the points which are ultimately to form the shank of the tool to be manufactured. The number of contact jaws can be any and is of no importance from the point of view of the principle of the invention.
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It results from this arrangement of the contact jaws 7, 8,
9, 10 that the bar heats in stages to the deformation or forging temperature. It then arrives in a rolling device 11, which, for simplicity, is shown in the form of two superimposed rolls 12 and 13. But, as will be seen in detail later, this device effectively comprises a number of rolls. around the round bar sufficient to cover the entire periphery.
A cutting device 14 which may be of any form of construction is disposed immediately behind the contact jaw.
10. This cutting device makes it possible to cut the bar into various elementary round bars, the length of which is made up of one portion which is located between the various contact jaws and which, as a result, is heated, and another. nortion which is in the region of the contact jaw, by detaching the elementary bars so as to bring out each of them, the cold end which was in the region of the contact jaw in front of the device of heater.
The rolling device 11 is arranged immediately behind the last contact jaw 10, so that the end of the rod 15 of the round bar has already entered between the rolls and the rolls have already gripped the end 16 of the bar. heated round and laminated before the shears or knife 14 has detached this round bar from the entire bar.
The end of the rod 15 of each round bar therefore does not in principle undergo rolling. The treatment undergone by the end 16 of the round bar is described below in detail with the other supporting figures.
According to figure 2, the rolling of this portion 16 is carried out by means of two pairs of rolls, that is to say of four rolls, the first pair of which is designated by 17 and the second by 18. The two rolls 17 form the grooves and the cylinders 18 the cutting edges of the helical drill 19. The shape of the periphery of the cylinders 17 is chosen so that the radius of the profile 20 gradually decreases to the value of the radius of the profile 21 and therefore the depth of the grooves formed by the periphery of the two cylinders 17 gradually increases in the longitudinal direction and from the helical drill rod 19, as indicated by the prescriptions for the shape of the helical drills and helping to make the forest less likely to break.
The two cylinders 17, 18 are arranged so that their axes of rotation lie in a plane perpendicular to the axis 22 of the helical forest. In this case, the rolling of the grooves of the helical forest is well finished, but the forest itself is not yet helical. For this purpose, it is necessary to additionally incline the pairs of cylinders 17 and 18 out of the aforementioned vertical plane in a manner described in detail below, in accordance with the desired pitch of the helical profile.
As before, the device of the pin 3 comprises two pairs of cylinders 23 and 24, but which are used to manufacture a reamer. The rolls of each pair have two raised portions to suitably form two respective grooves 25 and 26 by rolling in the round bar. These raised portions are distributed over the pairs of cylinders 23. 24, so as to obtain a reamer 27 whose section comprises eight longitudinal profiles uniformly distributed over its periphery.
If this reamer is to be helical, the axes of rotation of the cylinders of the various pairs of cylinders 23. 24 must be inclined as described above out of the vertical plane perpendicular to the axis 28 of the reamer.
Fig.4 indicates how the blank of a tap must be rolled according to the invention. As before, two pairs of cylinders 29, 30 are arranged around the blank 31 of the tap to be manufactured.
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Each cylinder of each pair has on its outer periphery a raised rerection 32 which serves to roll a continuous chip evacuation groove, and beside which the profile of the outer periphery of the cylinders of the pairs 29, 30 has gaps 33 which are used to receive the cutting edges of the threads. It is generally not necessary to give a helical shape to the tap about the axis 34 and, consequently, the axes of rotation of the four cylinders of the pairs 29, 30 are in a plane perpendicular to the axis 34. FIG. . 5 indicates how to manufacture the finished rolling tap by the process according to the invention. According to this figure, six cylinders in two groups of three similar cylinders are arranged around the section of the tap to be manufactured 35.
The rolls of the first group designated by 36 have on their outer periphery projecting portions 37 which, by rolling in the tool, form suitable longitudinal grooves. The cylinders of the other group are designated by 38 and are arranged so as to always separate two cylinders 36 by a cylinder 38 and, as before, to cover the entire periphery of the section of the tap 35 by the profiles of the cylinders 36 , 38. The cylinder 38 comprises a corrugated profile 39 intended to form by rolling the cutting threads in the intervals 40 of the tap 35. The various corrugations are thus slightly inclined relative to the plane of the figure in accordance with the pitch of the tap which is desired. .
The axes of rotation of the six cylinders 36, 38 are in a plane perpendicular to the axis 41 of the tap, so that the various longitudinal profiles of the tap do not have any torsion.
Fig. 6 indicates how to manufacture, according to the invention, a conical reamer. The conical reamer 42 consists in principle of a shank portion 43 and a conical reamer portion 44. It is advanced as shown in FIG. 1, the round bar necessary for this purpose, the rod portion 43 in front, in the rolling device which consists of a series of rolls roughly like those of fig '. 3. Fig. 6 shows for simplicity only one of these cylinders, the periphery of which also only has the profile of forming a longitudinal groove. But these simplifications should only be considered in Fig. 6 to make it clearer.
The portion D of the figure 6 indicates the initial state and the portion E the final state. It is therefore in any case the same cylinder which rotates in the direction of arrow e-d and is mechanically controlled. The periphery of the cylinder consists in principle of two segments e and f. The segment e serves to form the conical grooves 45 of the reamer 42, while the segment f serves to guide the portion of the shank 43 of the reamer, the square of which is designated by 46.
A concentric circumference 47 is drawn in dot-and-dash lines in cylinder 48, and roughly corresponds to the maximum depth of the grooves in reamer 42. It is easy to see from pin 6 that the profile gradually increases in the region. of segment e of cylinder 48, thereby gradually decreasing the taper of portion 44 of the reamer o In position D, the beginning of segment e - of minimum radius has just begun to grip portion 44 of the reamer. reamer 42. In position E, the rolling of the reamer is terminated and the latter leaves the rolling device in the direction of the blade gh.
The segment then enters a new round bar,
Following the pins 7 and 8, all the cylinders 50 of a set of cylinders are mounted in a common chamber 49, which is pierced with a central opening 51 for passage of the finished rolling tool. Fig. 8 represents two of these cylinders, while fig. 7 only represents the control of a single cylinder. The number of cylinders is limited in the figures only to make them clearer. So there are a total of four, six or eight cylinders (and even more to make two-sided cutters).
Each cylinder of this embodiment has a shaft 52 mounted in
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pads 54 disposed in the tip end 53 of chamber 49.
The method of fixing these bearings 54 on the end of the end 53 of the chamber 49 is not shown, since it is of no importance from the point of view of the invention. One end of the shaft 52 serves to secure a bevel gear 55 whose large diameter is outside. Its teeth mesh with those of a bevel wheel 56, wedged on a shaft 57, parallel to the axis of the opening 51 of the chamber 49. This shaft 57 is controlled by a spur gear 58 which meshes with a pinion. 599 rotatably mounted on an extension 60 of the chamber 499 which is located on the rear side of the chamber 49, that is to say on the side opposite the end of the end 53.
The pinion 59 therefore meshes with a number of toothed wheels 58 equal to that of the cylinders 50. FIG. 8 only shows two of these wheels 58, since this figure only shows two cylinders 50.
A toothed wheel 61 integral with the pinion 59 is therefore also mounted in idle rotation on the extension 60. A toothed wheel 62 meshes with the wheel 61 and is keyed on a shaft 63, mounted for rotation in two fixed bearings 64, 65. These two bearings 64,65 are also part of the foundation or uprights of the rolling device or are integral therewith. The shaft 63 also comprises a belt pulley 66 which cooperates with a belt, not shown and actuated by any motor, for example an electric motor. A round bar 67 is brought between the rolls 50 in the manner described above. The shaft 63 and, consequently, the toothed wheel 62 are actuated by means of the belt pulley 66 in the direction indicated by the arrows in FIGS. 7 and 8.
The directions of rotation of the other shafts and toothed wheels are also indicated by arrows in the two figures. The two cylinders 50 therefore rotate in an anti-clockwise direction, considering their surface from their free side. These cylinders form the helical profile that is desired in the round bar 67 owing to the fact that the shafts 52 of the cylinders are inclined outside the plane perpendicular to the axis of the opening 51 or of the round bar 67. The two cylinders , by grasping the round bar, not only make it advance through the hole 51 from left to right, fig. 8, in the direction of the arrow gh, but still make it rotate in the direction indicated by the helical arrow i, that is, clockwise, if we consider the round bar from behind , that is to say from its posterior side of fig 8.
A cutting device 68 corresponds to the cutting device 14 of FIG. 1. To prevent the round bar 67 from rotating in the direction of the arrow i or to reduce this rotational movement, the chamber 49 can still be arranged to rotate around the axis of the opening 51 instead of mounting it at fixed station. For this purpose, the chamber is mounted in a bearing 69 which may be in one piece with the bearing 64 for mounting the control shaft 63. In addition, this control shaft 63 comprises a pin 70 which is wedged on it. and whose teeth mesh with those of a toothed wheel 71, arranged on the chamber 49 or forming part thereof. The additional rotational movement of the chamber 49 around the axis of the opening 51 therefore exerts no influence on the control of the shafts 57 and, consequently, of the cylinders 50.
Following the arrows in figs. 7 and 8, the chamber rotates in the opposite direction to the direction of rotation i of the round bar 67. If therefore, the round bar rotates in the direction i clockwise, (considered with respect to the end of the end of chamber 49), chamber 49 rotates around the axis of opening 51 in a counterclockwise direction.
The embodiment in which the chamber 49 is mounted to rotate about the axis of the opening 71 is particularly suitable for cases where it is a question of forming helical grooves in the form of stripes in a particularly long bar. This is therefore the case in particular with wires or helical reinforcing bars used in the manufacture of concrete.
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armed.
Fig. 9 shows a slightly modified chamber 72 which serves to mount, by means of a sleeve 73, a shaft 74 on the end of which is wedged a bevel pinion 75, which meshes with the teeth of a bevel wheel 76 forming part of a cylinder 77, due to the fact that a flange of this cylinder comprises the teeth of the bevel gear 76. This cylinder is mounted by a two-arm bearing 78 in an extension 79, which is fixed in a manner not shown on the chamber 72 and passes from the outside over the cylinder 77. The longitudinal axis of the tool to be manufactured with a round bar is designated by 80 and a plane perpendicular to this axis is designated by 81. The cylinder 77 is mounted on a journal 82 whose axis 83 makes an angle Ó with the plane 81.
The plane 84 of the cylinder 77 makes the same angle Ó with the axis 80 of the tool to be manufactured. This form of construction is particularly suitable when the number of cylinders forming part of a set of cylinders is greater than four in a plane.
Fig. 10 indicates how six cylinders 85 in total are mounted by means of the bearing devices of the pin 9 around a part 86. The part of this exemplary embodiment consists of a blank for a reamer which has six longitudinal grooves. helicals 87 which are each formed by a corresponding raised portion of the periphery of the profile of the cylinders 85. The cylinders, as before, completely surround the section of the part 86. The outer periphery may also have different segments, such as -indicated in fig. 6.
The embodiment of FIG. It comprises three series of cylinders 88, 89 and 90, arranged one behind the other and intended to roll into a single hot one a relatively long helical forest. Each series of cylinders consists in the exemplary embodiment shown, of four cylinders surrounding the section of the round bar or of the part 91 and which may be similar to those of the fige2. But in the embodiment of FIG. 11, the grooves and end rolling are carried out first by means of the cylinders of the 90 series, since the axes 93 of all the cylinders of this series are inclined for this purpose by the angle with respect to to the plane 92 perpendicular to the longitudinal axis of the part 91.
All 88, 89 and 90 series cylinders have a profile segment 94 and a rod segment 95 through which the rod portion 96 of part 91 passes.
The four cylinders of the 88, 89, 90 series are always grouped in pairs in a manner not shown, in accordance with fig 2, because two opposed cylinders form the longitudinal grooves and the two cylinders which are approximately perpendicular to them form the component edges.
The cylinders of the 88 and 89 series only form the profiles for which they are intended, since these two cylinders do not make the longitudinal grooves of the part take a helical shape. The axes of rotation of these cylinders are therefore not inclined relative to the planes 92 perpendicular to the axis of the part 91. The part 91 advances in the direction of the arrow gh without torsion, under the action of the controlled cylinders. series 88. and 89, since the cylinders of the series 90 have already made the longitudinal grooves take a helical shape.
CLAIMS.
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