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La présente invention est relative à un procédé et à un disposi- tif ou appareil pour la fabrication d'ébauches d'écrous, et plus particu- lièrement d'une ébauche pour une forme d'écrou de blocage qui est muni sur une de ses faces d'un épaulement annulaire saillant qui entoure l'ouvertu- re centrale de l'écrou et d'un évidement annulaire qui entoure cet épaulement et se trouve entre ce dernier et la partie extérieure à arêtes vives, ainsi qu'on l'expliquera plus complètement ci-après. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention sont appropriés pour le façonnage à froid d'un écrou de ce genre dans une machine à façonnage progressif des écrous, dans laquelle une ébauche ou pièce brute peut être coupée dans ur tronçon de barre et déplacée à travers la machine, d'un poste à un autre pou- des opérations progressives sur cette machine.
Comme on le représente sur le dessin annexé, le procédé comporte une série de passes consistant en des opérations à la presse effectuées en plusieurs postes de la même machine et, à mesure que la pièce à usiner est transportée d'un poste au suivant, une autre pièce est introduite au premier poste, de façon que le dispositif exécute les multiples opérations voulues, sur différentes pièces, pendant le même temps.
De même, dans le procédé conforme à la présente invention, la pièce est retournée (bout pour bout) d'un angle de 1800 entre certains des postes, mais est entraînée sans subir cette rotation entre d'autres postes où il n'est pas désirable de retourner l'ébauche par rapport aux outils. On conçoit que, lorsque l'ébauche est retournée lors de son passage d'un poste au suivant, la face côtépoincon de l'ébauche au premier de ces postes devient la face côté matrice de l'ébauche au poste suivant. Ce retournement de l'ébauche facilite l'exécution des opérations nécessaires sur la pièce brute, pour réaliser l'écrou au moyen d'un procédé de façonnage à froid.
L'invention a donc pour objet: - un procédé pour façonner à froid un écrou du genre décrit, au moyen d'une série d'opérations d'emboutissage ou de façonnage, mises en des postes différents de la même machine ; - un dispositif comportant plusieurs postes, servant respectivement à réaliser chacun une opération déterminée sur une ébauche d'écrou ou pièce brute, cette dernière étant transportée d'un poste à un autre, de façon que les opérations soient exécutées progressivement à mesure que la pièce est déplacée dans la machine; - un dispositif du genre décrit pour le façonnage à froid d'une ébauche d'écrou., traversée par une ouverture et portant sur une face un épaulement en saillie entourant l'ouverture, et un évidement annulaire entre cetépaulement et l'arête à angle vif de l'ébauche;
- un procédé nouveau et perfectionné pour'le façonnage d'une ébauche d'écrou du genre décrit, tel que l'écrou complet puisse être terminé dans une série d'opérations de façonnage à froid, les opérations étant exécutées progressivement sur l'ébauche à mesure que cette dernière est dé placée dans la machine.
Pour mieux faire comprendre le principe et l'économie de l'invention, on va en décrire un mode préféré non limitatif de réalisation, en se référant au dessin ci-joint, sur lequel: - la figure 1 est une coupe montrant les postes de travail d'une machine à façonner les écrous conforme à l'invention et appropriée à la mise en oeuvre du procédé perfectionné de l'invention; - la figure 2 est une vue à échelle agrandie des outils utilisés au second poste de l'appareil; - la figure 3 est une vue semblable des outils utilisés au poste n 3;
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- les figures 4 et 5 sont des coupes à plus grande échelle représentant les outils employés aux postes 4 et 5 de la machine, et les ébauches telles qu'elles sont façonnées par ces outils; - la figure 6 représente les outils utilisés au dernier poste ou poste de perçage, de la machine;
- la figure 7 comprend une vue de côté, partiellement en coupe, et une vue en plan prise de dessous de la pièce brute, telle qu'elle est façonnée au poste nP 2 ; - la figure 8 comprend une vue de côté partiellement en coupe, et une vue en plan prise de dessous de la pièce, telle qu'elle est façonnée au poste n 3 ; - la figure 9 comprend une vue latérale partiellement en coupe, et une vue en plan prise par dessous de la pièce, telle qu'elle est façonnée au poste n 4; - la figure 10 comprend une vue de côté partiellement en coupe, et une vue en plan prise par dessous de la pièce, telle qu'elle est façonnée au poste n 5 ; - la figure 11 comprend une vue de côté partiellement en coupe, et une vue en plan prise par dessous, de l'ébauche achevée ;
- la figure 12 est une coupe montrant une variante de la matrice utilisée dans le poste n 5.
Pour illustrer un mode préféré de réalisation de l'invention, on a représenté sur le dessin un bloc à matrice 10 comportant un porte-matrice 11 supportant une matrice de coupe 12. Un couteau 13 est disposé de façon à pouvoir se déplacer en va-et-vient le long de la face de la matrice 12, de façon à couper une pièce de la longueur voulue dans une barre 14 qui est poussée à travers l'ouverture de la matrice 11. La pièce brute peut être entraînée de ce premier poste, ou poste de coupe, vers le second poste, de toute façon convenable, comme par exemple par le couteau lui-même.
Au poste n 2, le dispositif est équipé avec un porte-matrice 15 dans lequel est supportée une matrice d'équarrissage 16 présentant une ouverture 17 pour recevoir la pièce brute. Un éjecteur à tige 18 peut être manoeuvré de toute façon convenable pour chasser l'ébauche de la matrice après une opération d'emboutissage.
Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'ouverture ou l'évidement pratiqué dans la matrice porte un chanfrein 19 à son extrémité intérieure, et les flancs de l'évidement de la matrice, entre cette extrémité chanfreinée et la face de la matrice, sont quelque peu aplatis pour former des méplats sur la paroi latérale de l'ébauche.
Le poinçon utilisé à ce poste est représenté en 20 et est porté par un porte-poinçon 21 monté sur le chariot 22 pour être entraîné en vaet-vient par celui-ci de la manière habituelle. Lepoincon comporte une surface terminale conique aplatie, comme on le voit en 23, pour creuser légèrement la face avant de l'ébauche, le terme "avant" s'appliquant à la face de l'ébauche tournée du côté du poinçon.
A ce poste de la machine, l'ébauche logée dans l'ouverture 17 de la matrice est comprimée entre les extrémités du poinçon 20 et celles de l'éjecteur 18, et elle est façonnée dans la forme indiquée sur la figure 7.
La face avant ou face orientée vers le poinçon de l'ébauche, est creusée légèrement comme on le voit en 24,tandis qu'une surface chanfreinée distincte 25 est formée sur la face arrière de l'ébauche, et entoure une portion centrale plane 26. La paroi latérale de l'ébauche est pourvue de méplats 27, ce qui est le début de la formation des faces hexagonales que doit comporter l'ébauche terminée.
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L'ébauche, après avoir été façonnée au poste n 2 dans la forme montrée sur la figure 7, est ensuite transportée au poste n 3, où elle est traitée dans l'ouverture 28 d'une matrice 29 portée par le bloc 10. Un éjec- teur 30 sert à éjecter l'ébauche de la matrice après le façonnage dans ce poste, et l'ébauche, comme on le voit en coupe, est comprimée entre l'éjec- teur et l'extrémité d'un poinçon 31 porté à ce poste par le chariot 22.
L'ouverture 28 de la matrice comporte aussi à son extrémité arrière une surface chanfreinée 32 pour la formation d'un chanfrein similaire sur l'é- bauche , et le poinçon porte une saillie 33 pour former un creux dans la face avant de l'ébauche.
La forme de l'ébauche, après qu'elle a été façonnée au poste n 3, est représentée sur la figure 8. On peut voir ici que l'ébauche est retour- née (bout pour bout) d'un angle de 180 , au cours de son déplacement du poste n 2 au poste n 3, de sorte que la face c8té matrice de l'ébauche à la station n 2, devient la face côté poinçon au poste n 3 et vice-versa.
Comme on le voit sur la figure 8, un chanfrein 34 est formé sur la face arrière de l'ébauche de la figure 3, autour d'un méplat central 35 qui s'ap- plique contre l'extrémité de l'éjecteur 30. On notera que cette face chan- freinée de l'ébauche est la face qui portait le creux 24 lorsque l'ébauche est arrivée à ce poste.
Sur la face précédemment bombée de l'ébauche 25 agit le poinçon 31, et un creux relativement profond 36 se forme sur cette face. Toutefois, le poinçon n'a pas la liberté de se déplacer sur une longueur suffisante pour aplanir la surface sur cette face de l'ébauche (qui était précédemment bombée, comme en 25),mais on laisse intentionnellement une partie extérieure arrondie 37 sur le bord extérieur. On voit donc que la face chanfreinée de l'ébauche au poste n 2 devient la face creusée après être arrivée au poste n 3 et que de même la face creusée au poste n 2 devient la face chanfreinée au poste n 3.
On peut aussi noter que l'ouverture de la matrice 29 est pourvue de méplats de plus grande longueur que ceux qui étaient prévus au poste n 2, de façon à former sur la pièce des méplats 38 de plus grande surface que ceux qui sont représentés en 27.
L'ébauche est ensuite transportée au poste n 4 et est de nouveau retournée suivant un angle de 180 pendant cette opération de transport, de sorte que la face côté poinçon de l'ébauche au poste n 3, devient la face côté matrice au poste n 4, et vice-versa. A ce poste, le dispositif est muni d'un porte-matrice 40 dans lequel est montée une matrice en deux pièces, comprenant les pièces rapportées 41 et 42. La pièce 42 comporte une ouverture à travers laquelle passe l'éjecteur 43, cet éjecteur ayant une extrémité amincie 44 servant à creuser la face arrière de l'ébauche.
De même., la pièce 42 est chanfreinée, comme on le voit en 45, de façon àfaçonner la face arrière de la pièce dans la forme représentée sur la figure 9, qui sera décrite d'une façon plus particulière ci-après.
L'élément 41 présente une ouverture 46 dont la paroi latérale est en forme d'hexagone, de façon à façonner l'ébauche sous une forme hexagonale sensiblement exacte.
Le poinçon , au poste n 4 , est représenté en 47, et présente une extrémité amincie 48 pour former un creux dans la face terminale de l'ébauche.
Après avoir été traitée au poste n 4, l'ébauche a la forme représentée sur la figure 9 du dessin. On verra que les parois 49 de l'ébauche forment sensiblement un hexagone sur sa face avant, avec des angles bien définis, comme on le voit en 50. Sur la face arrière, toutefois, les coins ne sont pas aussi aigus qu'on le représente en 51, de sorte que l'ébauche se rétrécit légèrement de l'avant à l'arrière,de même qu'elle n'est pas de forme exactement hexagonale sur sa face arrière. On a déjà dit que l'ébauche a été retournée bout pour bout au cours de son transport au poste n 4, de sorte que l'extrémité amincie 44 de l'éjecteur 43 pénètre dans
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le creux 36.
L'extrémité arrondie 37 de l'ébauche est comprimée contre la face de l'élément rapporté 42 de la matrice et, comme on le voit sur la figure 9, la face de l'élément est de la forme qui convient pour façonner une arête annulaire ou une nervure 52, faisant saillie autour du creux 53 fait par l'éjecteur et, entre cette arête annulaire et l'arête de l'écrou, il existe une partie formant bourrelet ou chanfrein 54. La forme en bourrelet circulaire en 37 de la figure 8 appcrte une aide sensible à l'amorçage du fluage du métal pour former la nervure ou arête 52 qui, à son tour, facilite la création de l'épaulement en saillie autour de l'ouverture centrale, que l'on décrira ultérieurement.
Le poinçon 47 agit sur le méplat 35 et sur la partie bombée 34 qui se trouve maintenant sur la face avant ou face coté de l'écrou, et fa- çonne cette face de l'écrou, comme on le voit sur la figure 9, de façon à former un creux 55 relativement profonde là où existait préalablement la surface plane 35. Le chanfrein 34 est réduit à une faible largeur, comme on le voit en 56, et une portion aplatie annulaire étroite 57 est créée entre ce chanfrein et le creux 55.
On notera que, alors qu'au poste n 4, les angles de l'écrou ont été très bien remplis pour donner une forme hexagonale, cela s'est fait sans aplatir-les faces avant et arrière, étant donné que ces faces donnent encore la portion chanfreinée 56 et la portion en bourrelet 54, aussi bien que la nervure annulaire 52. -
On peut noter ici que pour le retournement de l'ébauche suivant un angle de 180 entre les postes n 2 et 3 et les postes n 3 et 4, on peut utiliser tout mécanisme convenable.
La pièce en cours d'usinage, sous la forme montrée sur la figure 9, est transportée sans être retournée au cinquième poste du dispositif, dont les outils sont représentés plus spécialement sur la figure 5. A ce poste, on dispose un porte-matrice 60 comportant un logement de matrice dans lequel sont encastrés les éléments rapportés 61, 62 et 63, ces éléments comprenant la matrice de façonnage. L'élément 63 comporte une ouverture hexagonale 64 qui reçoit l'ébauche et lui donne une forme exactement hexagonale, comme on le voit sur la figure 10.
L'élément 62 est disposé sur l'arrière de l'élément 63, et présente une ouverture de plus petite dimension, en laissant un épaulement 65 contre lequel l'ébauche peut être refoulée lorsqu'elle est comprimée entre l'élément 62 et le poinçon 66 porté par le chariot. Ce poinçon, comme on le voit, a une extrémité saillante 67 qui pénètre dans le creux 55, sans m odi - fier ce dernier dans une mesure appréciable.
Dans l'ouverture de l'élément 62 se trouve un manchon cylindrique 68, et l'extrémité arrière de ce manchon aussi bien que la face arrière de l'élément 62 sont épaulés par l'élément 61, de façon à être maintenus en place. Le manchon 68 se prolonge en avant au delà de la face de l'élément 62, de façon à s'engager dans le métal de la pièce brute et à former dans celle-ci un évidement annulaire, comme on l'expliquera ci-après.
Un éjecteur 69 passe à travers le manchon 68 et porte un prolongement 70 sur sa face terminale pour venir s'engager dans l'évidement 53 et comprimer la pièce, en coopération avec le poinçon 66.
A ce poste, on donne à l'écrou la forme représentée sur la figure 10. Lorsque l'extrémité arrière de l'écrou est refoulée ou comprimée contre l'éjecteur 69, l'élément rapporté 62 et le manchon 68, ce dernier se cisaille vers le bas autour de la nervure annulaire 52, et forme un épaulement annulaire 71 se prolongeant vers le haut (figure 10),par extrudage du métal de l'ébauche dans l'espace intermédiaire entre l'éjecteur et le manchon 69. Cette manoeuvre oblige l'épaulement 71 à se soulever sur le plan de la face arrière de l'écrou et forme au voisinage de cet épaulement un canal annulaire 72. A l'extérieur de ce canal, la face de l'ébauche est aplatie contre l'élément rapporté 62, de façon à former une surface plane 73 entourant l'évidement 72.
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Sur sa face avant, l'ébauche est transformée de façon à former une surface plane 74 et un chanfrein d'arête 75, relativement étroit, ce chanfrein étant plus étroit que celui qui est représenté en 56 (figure 9).
De plus, les angles des faces latérales hexagonales de l'écrou sont mainte- nant complètement remplis en raison du fait que l'ouverture de l'élément
63 est de forme exactement hexagonale. Dans l'épaulement 71 se trouve le creux 76 laissant la cloison 77, qui sera poinçonnée pour former l'ouvertu- re qui doit traverser l'ébauche.
Il reste maintenant à percer l'ouverture à travers la pièce et, à cet effet, l'ébauche est transportée de nouveau sans retournement, au poste n 6 où, comme on le voit sur la figure 6, les outils comprennent une matrice 80 présentant une ouverture 81 et une portée 82 sur sa face fron- tale, appropriée pour recevoir l'épaulement 71, de sorte que la partie infé- rieure de cet épaulement repose sur la portée 82, tandis que la surface 73 de l'ébauche repose sur la face extérieure de la matrice. Le porte-poinçon
83 porte un poinçon de perçage 84, qui peut être de la forme habituelle, pour percer la cloison 77 de l'ébauche, pendant que cette dernière est sup- portée contre la matrice 80. L'ébauche achevée ou pièce finie est représen- tée sur la figure 11 sur laquelle on a représenté l'ouverture 85 achevée et prête pour. une opération de taraudage.
Il n'y a pas d'autre changement dans la forme de l'écrou à la suite des opérations exécutées au poste n 6, excepté qu'il peut être légèrement dilaté à son arrière comme d'ordinaire, ce qui est dû à l'action du poinçon de perçage.
On peut trouver désirable de former des saillies sur la face extérieure de l'élément rapporté 62, au poste n 5 du dispositif, au lieu d'employer un manchon séparé 68. Une telle disposition est représentée sur la figure 12 du dessin, où les éléments 61A, 62A et 63A de la matrice correspondant aux éléments 61, 62 et 63 de la figure 5. Dans ce cas, toutefois, l'élément 62A porte une nervure ou saillie annulaire 68A se prolongeant extérieurement dans l'ouverture hexagonale de l'élément de matrice 63A. Cette nervure ou saillie annulaire accomplit la même fonction que l'extrémité saillante du manchon 68 représenté sur la figure 5. Cette disposition est particulièrement avantageuse dans la fabrication des écrous de petites dimensions dans laquelle le manchon, si l'on s'en sert, doit avoir des parois très minces.
De même, dans plusieurs exemples de fabrication des écrous de petites dimensions, on trouvera que l'épaulement annulaire saillant 71 sur l'écrou peut.céder pendant l'opération de perçage au poste n 5. Si cet épaulement n'est pas suffisamment fort pour résister à la pression résultant de l'opération de perçage, l'ébauche d'écrou peut être retournée entre le poste n 5 et le poste n 6 exactement comme elle l'est entre les postes n 2 et n 3, et entre les postes n 3 et n 4, de façon que la face opposée de l'écrou résiste à la pression résultant de l'opération de perçage.
REVENDICATIONS
1. - Procédé pour le façonnage d'une ébauche d'écrou, de façonnage comportant la coupe d'une pièce prise sur un tronçon de barre pleine et le façonnage d'un chanfrein sur une première face de la pièce par l'action d'une matrice et d'un poinçon coopérant avec cette matrice appropriée, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte des opérations supplé- mentaires comprenant : leretournement de la pièce bout pour bout, l'action d'une deuxième matrice et d'un poinçon coopérant avec cette matrice, la formation d'un chanfrein sur la deuxième face de la pièce en même temps que la formation d'un creux central sur la première face, tout en conservant une portion périphérique en forme de bourrelet circulaire entourant le creux de la face considérée.