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La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour la fabrication d'écrous normaux, spéciaux et pièces similaires par défor- mation à froid.
Dans les procédés connus de fabrication d'écrous on utilise soit des barres de section rectangulaire, soit des barres profilées préformées, soit par- fois des barres de section rondes.
La formation des,pans est obtenue dans le cas de barres de section rectangulaire par des mâchoires extérieures avant poinçonnage du trou. Dans le cas de barres profilées et rondes elle est 'obtenue par poussée du métal dans les angles de la matrice de formage lors de l'enfoncement du trou. Dans tous les cas, il est nécessaire de faire intervenir des efforts considérables qui ont pour con- séquence d'écrouir exagérément le métal, ce ce qui oblige de le recuire pour pas- ser d'une opération à la suivante. De plus l'effort demandé aux poinçons est pré- judiciable à leur bonne)tenue.
D'autre part, dans tous ces procédés qui utilisent une action d'ex- trusion du métal, le métal file en arrière le long du poinçon et le métal n'a qu'une faible tendance à remplir les angles de la matrice, d'où des écrous de mauvaise présentation. '
Le procédé suivant l'invention permet d'éliminer ces inconvénients.
Il consiste à partir d'un lopin, obtenu par exemple par tronçonnage d'une barre métallique de section circulaire ou profilée, à le soumettre succes- sivement aux opérations suivantes: (1) dressage des faces du lopin avec premier calibrage et, de préférence, préformage des pans, (2) chanfreinage supérieur, (3) enfoncement de la face supérieure, avec chanfreinage inférieur et deuXième cali- brage,(4) poinçonnage du trou intérieur, (5) formation des pans et chanfreinages intérieurs et (6) éventuellement, surfaçage des faces et des chanfreins et mar- quage .
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la formation des pans est obtenue par laminage du métal au moyen d'organes en forme de secteurs entraînés par le mouvement de la pièce.
Par rapport aux procédés connus, le procédé suivant l'invention per- met notamment : -de couper les lopins dans des barres rondes plus économiques que des barres profilées préformées.
- d'exécuter aux premières opérations une préforme assez minime ce qui conduit à un faible écrouissage du métal.
- d'effectuer le débouchage avant la formation des pans, alors que ce débouchage est effectué ensuite dans les autres procédés.
- de former les-pans par laminage et non pas par forçage du métal dans une matrice. Il en résulte qu'une puissance moins importante est nécessaire puisque l'effort est gradué au fur et à mesure du déplacement de la pièce dans les organes en forme de secteurs.
- d'obtenir, grâce au laminage, des angles très vifs à l'intersection des pans.
- de ne nécessiter aucun recuit au cours du forgeage.
- d'utiliser des presses à forger de moins grande puissance puisque les efforts élémentaires de préformage et de formage des pans sont moins élevés.
Par ailleurs le procédé suivant l'invention permet d'obtenir, sur les procédés connus de fabrications d'écrous normaux, spéciaux ou pièces similaires, l'avantage que le nombre de postes peut être augmenté, ce qui permet de réduire le travail de chaque outil, avantage notamment intéressant dans le cas d'écrous
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de moyen et grand diamètres et d'autres pièces similaires.
L'invention vise également des dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé qui permettent d'effectuer automatiquement les diverses opérations né- cessaires et d'obtenir une cadence de fabrication rapide.
Ces dispositifs comprennent deux éléments fixes placés l'un au-dessus de l'autre et qui servent au maintien et au guidage des outils de travail, ces deux éléments laissant entre eux un intervalle qui est complètement dégagé par les outils lors du transfert des ébauches d'un poste où elles ont été soumises à une opération au poste suivant.
Les postes de travail sont avantageusement disposés suivant un cercle et on prévoie un plateau circulaire tournant comportant des alvéoles dans les- quels sont disposées les ébauches pour les mener successivement aux divers postes,
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui .suit et qui est relative à une forme de réalisation donnée à ti tre d'exemple.
Dans cette description on se réfère aux dessins ci-joints qui montrent: fige 1 une vue d'ensemble en coupe montrant les dispositifs des dif- férents postes de travail.
Fig. 2 une vue de détail en coupe suivant II-II de la fig, 1.
Fig. 3 une vue schématique en plan d'un dispositif à manège pour le transfert des pièces d'un poste au suivant.
Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif comprend un élément fixe inférieur 1 formant table qui est solidaire de la partie fixe 2 et un élément supérieur 3, également fixe, ces deux éléments laissant libre entre eux un espace 4. Les outils de travail supérieurs sont actionnés par une plaque 5 mobile qui est solidaire du coulisseau d'une presse.
On part d'un lopin A lequel peut être obtenu par tronçonnage d'une barre ronde ou profilée.
Pour une première opération, ce lopin est amené à un poste I afin de réaliser le dressage de ses faces ainsi qu'un premier calibrage et éventuellement le préformage des pans. Ce poste comprend une matrice 6 solidaire de la plaque 1 et dans laquelle peut coulisser un extracteur 7 monté sur un support 8 sur le- quel agit un poussoir 9. Il comprend également un poinçon 10, monté sur une ti'- ge 11, et comportant une embase 10a sur laquelle agit une pièce 12 concentrique à la tige 11 et montée dans un manchon 13 solidaire de la plaque 5. Cette pre- mière opération est réalisée dans la matrice 6 par l'action combinée du poinçon 10 et de la face supérieure de l'extracteur 7. On obtient ainsi un disque A1 préoalibré, dont les faces sont dressées.
Eventuellement les pans peuvent être préformés en donnant à la matrice une forme convenable.
Le support 8 comporte des billes 14 soumises à l'action d'un ressort 15, ces billes venant se loger dans une rainure 30 de la pièce cylindrique 16 après relevage. Le poinçon 10 comporte lui-même des rainures longitudinales 17 coopérant avec des doigts 18 prévus dans la plaque 3, ceci afin d'assurer un gui- dage. Enfin la pièce 12 comporte des conduits radiaux dans lesquels sont pré- vues des billes 19 soumises à l'action de ressorts 20 et qui viennent en contact, dans la position haute, avec des rainures circulaires ou un épaulement 21,de la tige 11. Ces dispositifs sont tels qu'après obtention de l'ébauche A1 et releva- ge des outils, le conduit 4 est complètement dégagé, la face supérieure de l'ex- tracteur 7 affleurant le niveau de la plaque 1 et le poinçon 10 affleurant lui- même la face inférieure de la plaque 3.
L'ébauche A1 est donc libérée et peut être amenée au poste II suivant où l'on effectue le chanfreinage supérieur. Cette opération est réalisée entre
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une pièce fixe 22 solidaire de la plaque I et une douille 23 actionnée par la pièce 24 montée sur la plaque 5. Cette douille coulisse entre une bague 25 et une pièce 26 solidaires de la plaque 3. Son rappel après travail est obtenu au moyen de ressorts 27 de façon à libérer le conduit 4 et à permettre à l'ébauche A2 obtenue de passer au poste III.
Au poste III sont réalisées les opérations d'enfoncement de la face supérieure de l'ébauche, son chanfreinage inférieur et un deuxième calibrage.
Ces opérations sont obtenues dans une matrice 28 entre un poinçon 29 actionné par la plaque 5 et l'extracteur 31 lui-même en forme de poinçon. Comme dans le cas du poste I, lorsque l'opération est terminée, le poinçon 29 est relevé pour dégager le conduit 4 et l'extracteur 31 se relève sous l'action du poussoir 32, son mouvement vers le haut étant limité également pour dégager le dit conduit.
Dans ce but l'extracteur 31 est solidaire d'un support 36 comportant des billes 33 soumises à l'action de ressorts 34 et qui viennent se loger dans une rainure circulaire 35.
L'ébauche A passe ensuite au poste IV, où un poinçon 37, actionné par la plaque 5 et coopérant avec une douille fixe 38, assure le poinçonnage du trou, la chute étant évacuée par le conduit 39.
Après relevage du poinçon 37, l'ébauche A, est amenée au poste V. Ce poste comprend un poinçon supérieur 40 comportant intérieurement une arête pour le ohanfreinage'intérieur de l'ébauche. Intérieurement à ce poinçon est disposé un noyau coulissant 41 comportant une gorge 42 coopérant avec une bille 43 pré- vue dans le poinçon. Ce poste comprend également un contre-poinçon 44 pourvu d'une arête pour le chanfreinage intérieur de l'autre face de l'ébauche et d'un évidement 45 dans lequel peut pénétrer l'extrémité inférieure du noyau 41.
Sur la plaque fixe 1 sont articulés suivant de,s axes 46 des organes 47, au nombre de six si l'écrou doit être à six-pansj et qui' sont en contact les uns avec,les autres par leurs faces latérales 48. Leur face 49 destinée à venir agir sur l'ébauche A4 est de forme circulaire.
Lorsque; l'ébauche A est introduite entre:les organes 47 sous l'action du poinçon supérieur qui continue à descendre, les dits organes sont en - traînés en rotation par l'ébauche laquelle, soutenue par le poinçon extracteur, subit un laminage qui assure la formation des pans. Il est à noter que lors du relevage l'ébauche est à nouveau soumise à l'action des organes 47.
En fin de course les organes 47 viennent en contact avec une platine 50 montée àressorts 51 sur la partie fixe. Le poinçon supérieur 40 comporte une rainure'longitudinale 52 coopérant avec un doigt 53 pour son guidage. Le poin- çon extracteur 44 est lui-même solidaire d'une pièce 54 dont le guidage est as- suré par une rainure longitudinale 55 avec clavette 56 montée sur ressorts 57.
Ce poinçon-extracteur est actionné par un poussoir 58.
Après arrivée dans le conduit 4 et effacement des outils, la pièce A5 peut éventuellement être amenée à un poste VI où s'effectuent les opérations de finition telles que surfaçage des faces des chanfreins et marquage. Ces opé- rations sont effectuées d'une part entre un poinçon supérieur 60 et une douille 61 concentrique montée élastiquement au moyen de ressorts 64 sur la plaque 3, et d'autre part un poinçon inférieur 62 sur lequel se déplace une douille con- centrique 63 montée au moyen de ressorts 65 sur la pièce fixe 66. Le mouvement de la douille vers le haut est commandé par un poussoir 67 agissant par l'inter- médiaire de la rondelle 68 et du doigt 69.
L'écrou fini A6 est enfin amené au poste VII d'évacuation qui com- prend un poussoir 70 actionné par la plaque 3.
Il est avantageux=de disposer circulairement les axes des différents postes de travail..Il est alors possible, au moyen d'un système formant manège, d'assurer le transfert des pièces d'un poste à l'autre.
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La fig. 3 représente schématiquement et à titre d'exemple un tel dis- positif. Il comprend un disque 71 pourvu d'alvéoles 72 dans lesquels s'engagent les pièces. Extérieurement et concentriquement à ce disque est prévue une cou- ronne 73 empêchant le dégagement des pièces hors des alvéoles. L'ensemble est placé entre le plateau de la presse et la table fixe.
La rotation du disque 71 doit être assurée pas par pas, chaque pas cor- respondant à l'écart angulaire d'un poste au suivant. On peut utiliser dans ce but tout moyen convenable. Dans l'exemple considéré, on utilise un système de deux leviers 74-75 articulés l'un sur l'autre, le levier 74 étant lui-même arti- culé sur la partie fixe. Le levier 75 actionne un cliquet 76 coopérant avec des créneaux 77 d'un disque 78 solidaire du disque 71, Ce levier commande également un ergot 79 qui s'engage dans un créneau et assure le verrouillage après rotation d'un pas du disque.
Il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la for- me d'exécution qui précède mais qu'elle peut être réalisée suivant diverses va- riantes.
REVENDICATIONS.
1 ) Procédé pour la fabrication d'écrous normaux, écrous spéciaux et autres pièces similaires, caractérisé en ce qu'il consiste, partant d'un lopin obtenu par exemple par tronçonnage d'une barre métallique de section circulaire ou profilée, à le soumettre successivement aux opérations suivantes: (1) dressa- ge des faces du lopin avec premier calibrage et, de préférence, préformage des pans, (2) ohanfreinage supérieur, (3) enfoncement avec chanfreinage inférieur et deuxième calibrage, (4) poinçonnage du trou intérieur, (5) formation des pans et chanfreinages intérieurs et (6) éventuellement - surfaçage des faces et des chan- freins et marquage.
2 ) Procédé suivant 1) caractérisé en ce que les opérations telles que dressage des faces, calibrage, préformage des pans sont réalisées en matrice au moyen de poinçons et de contre-poinçons formant extracteurs.
3 ) Procédé suivant 1) caractérisé en ce que la formation des pans est obtenue par laminage du métal au moyen d'organes en forme de sectéurs entraî- nés par le mouvement de la pièce.
4 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant 1 ) caracté- risé en ce que deux éléments fixes en forme de plaques, placés l'un au.-.dessus de l'autre servent au maintien et au guidage des outils assurant les diverses opérations et sont séparés par un intervalle qui est complètement dégagé par les dits outils lors du transfert des ébauches d'un poste au suivant.
5 ) Dispositif suivant 4) caractérisé en ce que les postes de tra- vail sont disposés suivant un cercle.
6 ) Dispositif suivant 5) caractérisé en ce qu'il comporte un plateau circulaire tournant comportant des alvéoles dans lesquels sont disposées les ébauches pour les amener successivement aux divers postes.
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The present invention relates to a method and devices for the manufacture of normal, special nuts and the like by cold forming.
In the known methods of manufacturing nuts, either bars of rectangular section, or preformed profiled bars, or sometimes bars of round section, are used.
The formation of the sides is obtained in the case of bars of rectangular section by external jaws before punching the hole. In the case of profiled and round bars it is' obtained by pushing the metal into the corners of the forming die during the driving of the hole. In all cases, it is necessary to bring in considerable forces which have the consequence of excessively hardening the metal, which makes it necessary to anneal it in order to go from one operation to the next. In addition, the force required of the punches is prejudicial to their good behavior.
On the other hand, in all of those processes which use a metal extrusion action, the metal spins back along the punch and the metal has only a slight tendency to fill the corners of the die, d 'where nuts of poor presentation. '
The method according to the invention makes it possible to eliminate these drawbacks.
It consists of starting from a piece, obtained for example by cutting off a metal bar of circular or profiled section, in submitting it successively to the following operations: (1) dressing the faces of the piece with first calibration and, preferably , preforming the sides, (2) upper chamfering, (3) indentation of the upper face, with lower chamfering and second calibration, (4) punching of the internal hole, (5) forming of the internal sides and chamfers and (6) possibly, surfacing of faces and chamfers and marking.
According to another characteristic of the invention, the formation of the sides is obtained by rolling the metal by means of members in the form of sectors driven by the movement of the part.
Compared with the known methods, the method according to the invention makes it possible in particular: to cut the slips in round bars which are more economical than preformed profiled bars.
- Carry out a fairly minimal preform during the first operations, which leads to low work hardening of the metal.
- Perform the unblocking before the formation of the panels, while this unblocking is then carried out in the other processes.
- forming the sides by rolling and not by forcing the metal into a die. The result is that less power is required since the force is graduated as the part moves in the members in the form of sectors.
- obtain, thanks to rolling, very sharp angles at the intersection of the sections.
- not to require any annealing during forging.
- to use forging presses of less power since the elementary efforts of preforming and forming of the sides are lower.
Furthermore, the method according to the invention makes it possible to obtain, over the known methods of manufacturing normal, special or similar nuts, the advantage that the number of stations can be increased, which makes it possible to reduce the work of each tool, particularly interesting advantage in the case of nuts
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medium and large diameters and other similar parts.
The invention is also aimed at devices for implementing this method which make it possible to automatically perform the various necessary operations and to obtain a rapid production rate.
These devices include two fixed elements placed one above the other and which serve to hold and guide the work tools, these two elements leaving between them a gap which is completely cleared by the tools during the transfer of the blanks. from one station where they have been subjected to an operation to the next station.
The workstations are advantageously arranged in a circle and there is provided a rotating circular plate comprising cells in which the blanks are arranged to lead them successively to the various stations,
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows and which relates to an embodiment given by way of example.
In this description, reference is made to the accompanying drawings which show: Fig. 1 an overall sectional view showing the devices of the various workstations.
Fig. 2 a detailed sectional view along II-II of FIG, 1.
Fig. 3 is a schematic plan view of a merry-go-round device for transferring parts from one station to the next.
In the embodiment shown, the device comprises a lower fixed element 1 forming a table which is integral with the fixed part 2 and an upper element 3, also fixed, these two elements leaving free between them a space 4. The upper working tools are actuated by a movable plate 5 which is integral with the slide of a press.
We start with a piece A which can be obtained by cutting a round or profiled bar.
For a first operation, this slug is brought to a station I in order to perform the dressing of its faces as well as a first calibration and possibly the preforming of the panels. This station comprises a die 6 integral with the plate 1 and in which can slide an extractor 7 mounted on a support 8 on which acts a pusher 9. It also comprises a punch 10, mounted on a wire 11, and comprising a base 10a on which acts a part 12 concentric with the rod 11 and mounted in a sleeve 13 integral with the plate 5. This first operation is carried out in the die 6 by the combined action of the punch 10 and the face top of the extractor 7. A pre-calibrated disc A1 is thus obtained, the faces of which are upright.
Optionally the panels can be preformed giving the matrix a suitable shape.
The support 8 comprises balls 14 subjected to the action of a spring 15, these balls being housed in a groove 30 of the cylindrical part 16 after lifting. The punch 10 itself comprises longitudinal grooves 17 cooperating with fingers 18 provided in the plate 3, in order to provide guidance. Finally, part 12 comprises radial ducts in which balls 19 are provided which are subjected to the action of springs 20 and which come into contact, in the high position, with circular grooves or a shoulder 21, of rod 11. These devices are such that after obtaining the blank A1 and lifting the tools, the duct 4 is completely free, the upper face of the extractor 7 being flush with the level of the plate 1 and the punch 10 flush with it. - even the underside of the plate 3.
The blank A1 is therefore released and can be brought to the next station II where the upper chamfering is carried out. This operation is carried out between
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a fixed part 22 integral with the plate I and a bush 23 actuated by the part 24 mounted on the plate 5. This bush slides between a ring 25 and a part 26 integral with the plate 3. Its return after work is obtained by means of springs 27 so as to free the conduit 4 and to allow the blank A2 obtained to pass to station III.
At station III, the operations of driving in the upper face of the blank, its lower chamfering and a second calibration are carried out.
These operations are obtained in a die 28 between a punch 29 actuated by the plate 5 and the extractor 31 itself in the form of a punch. As in the case of station I, when the operation is completed, the punch 29 is raised to release the duct 4 and the extractor 31 is raised under the action of the pusher 32, its upward movement also being limited to release the said leads.
For this purpose the extractor 31 is integral with a support 36 comprising balls 33 subjected to the action of springs 34 and which come to be housed in a circular groove 35.
The blank A then passes to station IV, where a punch 37, actuated by the plate 5 and cooperating with a fixed bush 38, ensures the punching of the hole, the drop being discharged through the duct 39.
After lifting of the punch 37, the blank A is brought to station V. This station comprises an upper punch 40 internally having a ridge for the interior ohanfreinage'interior of the blank. Inside this punch is disposed a sliding core 41 comprising a groove 42 cooperating with a ball 43 provided in the punch. This station also comprises a counter-punch 44 provided with an edge for the internal chamfering of the other face of the blank and a recess 45 into which the lower end of the core 41 can penetrate.
On the fixed plate 1 are articulated along, s axes 46 of the members 47, six in number if the nut is to be hexagonal and which 'are in contact with each other by their side faces 48. Their face 49 intended to act on the blank A4 is circular in shape.
When; the blank A is introduced between: the members 47 under the action of the upper punch which continues to descend, the said members are dragged in rotation by the blank which, supported by the extractor punch, undergoes a rolling which ensures the pan formation. It should be noted that during the lifting the blank is again subjected to the action of the organs 47.
At the end of the stroke, the members 47 come into contact with a plate 50 mounted with springs 51 on the fixed part. The upper punch 40 has a longitudinal groove 52 cooperating with a finger 53 for its guidance. The extractor punch 44 is itself integral with a part 54, the guidance of which is provided by a longitudinal groove 55 with a key 56 mounted on springs 57.
This punch-extractor is actuated by a pusher 58.
After arriving in the duct 4 and erasing the tools, the part A5 can optionally be brought to a station VI where the finishing operations such as surfacing of the faces of the chamfers and marking are carried out. These operations are carried out on the one hand between an upper punch 60 and a concentric sleeve 61 mounted elastically by means of springs 64 on the plate 3, and on the other hand a lower punch 62 on which a concentric sleeve moves. 63 mounted by means of springs 65 on the fixed part 66. The upward movement of the sleeve is controlled by a pusher 67 acting via the washer 68 and the finger 69.
The finished nut A6 is finally brought to the discharge station VII which comprises a pusher 70 actuated by the plate 3.
It is advantageous = to have the axes of the different workstations circularly. It is then possible, by means of a system forming a merry-go-round, to ensure the transfer of parts from one station to another.
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Fig. 3 shows schematically and by way of example such a device. It comprises a disc 71 provided with cells 72 in which the parts engage. Externally and concentrically to this disc, a crown 73 is provided preventing the release of the parts from the cells. The assembly is placed between the press plate and the fixed table.
The rotation of the disc 71 must be ensured step by step, each step corresponding to the angular deviation from one station to the next. Any suitable means can be used for this purpose. In the example considered, a system of two levers 74-75 articulated on one another is used, the lever 74 itself being articulated on the fixed part. The lever 75 actuates a pawl 76 cooperating with slots 77 of a disc 78 integral with the disc 71. This lever also controls a lug 79 which engages in a slot and ensures locking after rotation of the disc by one pitch.
It should of course be understood that the invention is not limited to the foregoing embodiment but that it can be implemented in various variations.
CLAIMS.
1) Process for the manufacture of normal nuts, special nuts and other similar parts, characterized in that it consists, starting from a piece obtained for example by cutting off a metal bar of circular or profiled section, in subjecting it successively to the following operations: (1) dressing of the faces of the blank with first calibration and, preferably, preforming of the sides, (2) upper chamfering, (3) driving in with lower chamfering and second calibration, (4) punching of the hole interior, (5) formation of interior faces and chamfers and (6) possibly - surfacing of faces and chamfers and marking.
2) Method according to 1) characterized in that the operations such as dressing of the faces, calibration, preforming of the sides are carried out in a matrix by means of punches and counter-punches forming extractors.
3) Process according to 1) characterized in that the formation of the sides is obtained by rolling the metal by means of members in the form of sections driven by the movement of the part.
4) Device for carrying out the following method 1) characterized in that two fixed elements in the form of plates, placed one above the other, serve to hold and guide the tools ensuring the various operations and are separated by an interval which is completely cleared by said tools during the transfer of the blanks from one station to the next.
5) Device according to 4) characterized in that the workstations are arranged in a circle.
6) Device according to 5) characterized in that it comprises a rotating circular plate comprising cells in which the blanks are arranged to bring them successively to the various stations.
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