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"Procédé de formation d'une douille pour rivet de blocage"
La présente invention concerne une douille pour des rivets de blocage et son procédé de fabrication.
La présente invention se propose notamment de fournir ; - un procédé de fabrication des douilles de rivets de blocage à partir d'une matière massive en forme de fil de fer ou de tige, cette matière étant moins coûteuse, par unité de poids, que d'autres formes de ma- tière ; - un procédé du type susmentionné que l'on peut mettre en oeuvre sans perte de métal, la totalité
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de l'ébauche qui est'utilisée étant maintenue damna douille terminée ;
- un procédé qui peut être mis avantageuse- ment en oeuvre d'une façon rapide, propre et précise 'dans une machine à faire les têtes à quatre postes pro- gressifs de construction généralement classique, le fono- tionnement étant tel qu'il n'est formé aucun copeau ou rognure et que la vitesse de fonctionnement est accrue du fait qu'on utilise des stades de forgeage et d'ex- trusion, au lieu de stades de découpage ou de meulage ; - un procédé de fabrication de douilles qui permet d'obtenir une production uniforme et un minimum d'usure des matrices,des marteaux et autres éléments constituant l'outillage destiné à la mise en oeuvre du présent procédé ; - un nouveau procédé économique et com- mode, ayant une plus grande utilité.
L'invention comprend également de nouvelles combinaisons des stades du procédé, comme on le verra plus en détail ci-après au cours de la description qui va suivre, faite en regard des dessina annexés sur les- quels : la figure 1 est une coupe longitudinale d'une matrice destinée à former préalablement une tête sur une pièce de matière et représentée au début de l'opération de formation préalable de la tête ; la figure 2 est une vue analogue, montrant ladite matrice à la fin de l'opération de formation préalable de la tête ;
la figure 3 est une coupe longitudinale de . la matrice destinée à extruderla pièce de matière à sa
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longueur finale et à y former simultanément des fentes, et représentée au début de ce stade composé du procédé ; la figure 4 est une vue analogue, montrant la matrice à la fin de l'extrusion et de l'opération de formation des fentes ; la figure 5 est une coupe à plus grande échelle, suivant la ligne 5-5 de la figure 4 ;
la figure 6 est une coupe longitudinale de la matrice destinée à cisailler simultanément une par- tie bloquant un passage de la pièce de matière, telle qu'elle est formée par la matrice des figures 3 et 4, et à y former encore préalablement une tête, et représen- tée au début du stade composé du'procédé} ' ' la figure 7 montre cette dernière matrice à la fin de l'opération de cisaillement et de formation préalable d'une tête ; la figure 8 est une coupe longitudinale de la matrice pour la conformation finale de la douille et pour enlever la partie cisaillée par la matrice des figures 6 et 7 et représentée au début de ce stade com- posé du procédé ;
la figure 9 est une vue analogue montrant cette dernière matrice à la fin de l'opération de confor- mation à l'état final et d'enlèvement de la partie cisail- lée ; la figure 10 est une vue à plus grande échelle, en partie en coupe, d'un rivet de blocage muni d'une douille formée par la matrice représentée sur les figures 1 à 9 ; la figure 11 est une vue en plan du rivet après qu'on l'a serti pour river deux éléments ou plus ;
et
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la figure 12 est une coupe longitudinale du rivet, telle qu'on le voit sur la figure 11, On met en oeuvre le présent procédé de for- mation de douille sous forme d'un procédé en quatre sta- des qui est avantageusement mis en oeuvre dansune ma- chine connue sur le marché et quon appellera machine à faire les têtes à fonctionnement progressif à quatre postes, Les quatres postes sont ;
la formation préala- ble d'une tête sur l'ébauche, l'extrusion simultanée à la longueur finale et la formation de fentes dans la paroi tubulaire ainsi obtenue de l'ébauche préalable- ment formée, le oisaillement simultané d'une partie 'bloquant un passage et une formation de tête préalable supplémentaire de l'ébauche préalablement formée, et l'enlèvement simultané de la partie cisaillée et la conformation finale de la tête de la douille,
FORMATION PREALABLE DE LA. TETE
En se référant en particulier aux figures 1 et 2, une ébauche cylindrique 15 en un métal malléable, comme l'aluminium ou un alliage de celui-ci, est dis- posée dans l'alésage 16 d'un bloc de matrice 1?,
une tige d'appui fixe 18 située dans ledit alésage limitant Il la position de l'ébauche de façon que l'une de ses extré- mités fasse saillie 4 partir de la face 20 du bloc de matrice.
Un poinçon à refouler 21 est disposé en re- gard du bloc de matrice 17, son alésage axial 22 étant aligné avec l'alésage 16 du bloc de matrice. Une tige à refouler 23 est déplacée longitudinalement dans l'alésa- ge 22, une extrémité tronconique ou effilée 24 de la tige 23 étant dirigée pour venir au contact de l'extré-
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mité 19 de 3,'ébauche 15. L'extrémité du poinçon 21 pré- sente un siège semi-sphérique 25.
; Lorsque le poinçon 21 est séparé du bloc de matrice 17, une ébauche 15 est placée soit dans l'a- lésage 16 soit dans l'alésage 22. Le poinçon est alors déplacé vers'la matrice pour atteindre d'abord la posi- tion de la figure 1, dans laquelle le poinçon est en contact avec'la face 20 du bloc de matrice. Puis, à mesure que la tige à refouler 23 est déplacée dans la direction de la flèche 26, l'extrémité effilée 24 de -la tige s'appuie simultanément contre l'extrémité 19 de l'ébauche et déplace ladite extrémité à l'écart de l'alésage 22 de façon à peuveis 1'étaler dans le siège
25 sous la forme d'une tête bulbeuse 27 partiellement formée.
Etant donné que la tige d'appui est fixe, le reste de l'ébauche conserve la forme d'une tige 28 ayant le diamètre initial de l'ébauche 15. On remarquera que l'extrémité 24 de la tige à refouler forme un siège troni conique 29 dans la tête préalablement formée 27. La premiè- re opération est achevée, et l'ébauche 15a à tête préa- lablement formée est enlevée du bloc de matrice 17 après la séparation du poinçon 21 du bloc.
EXTRUSION ET FORMATION DES FENTES
Ce stade du procédé est réalisé par les moyens représentés sur les figures 3, 4 et 5 sur les- quelles un bloc de matrice 30, qui présente un alésage 31 dans lequel la tige 28 de l'ébauche 15a préalablement formée est introduite, comporte une tige d'appui fixe
32 qui vient au contact de l'extrémité de la tige, et un manchot de chasse 33 autour de ladite tige est lon- gitudinalement mobile dans l'alésage 31.
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Un bloc de maintien 34 présente un alésage 35 qui est aligné axialement avec l'alésage 31 du bloc de matrice,un outil d'extrusion 36 étant mobile dans ledit alésage 31. L'extrémité du bloc de maintien 34 qui est dirigée vers le bloc de matrice 30 présente un siège 37 pour recevoir la tête préalablement formée 27
L'outil 36 est représenté sous forme d'une tige 38 à partir de laquelle s'étend un corps cylindri- que 39 de formation de passage de moins grand diamètre que la tige, et ayant une série de cordons longitudinaux 40.(dans ce cas trois) espacés de préférence unifor- mémont autour de la surface du corps 39.
Le diamètre externe des cordons est sensiblement égal au diamètre de la tige 28 de l'ébauche préalablement formée 15a, En pratique, la tige 38 de l'outil a le même diamètre.
Après avoir placé l'ébauche préalablement formée 15a dans l'alésage 31 du bloc de matrice 30, la tête préalablement formée 27 s'étendant à partir de l'ex- trémité du bloc, .le bloc de maintien 34 est déplacé axialement au contact de la tâta 27, ledit bloc 34 étant maintenu élastiquement dans cette position de façon à pouvoir reculer à l'écart du bloc de matrice sous l'et- fet des forces engendrées pendant l'extrusion. La figure' 3 montre cette condition et la position de l'outil 36 par rapport à l'ébauche 15a, immédiatement avant qu'il soit poussé dans le sens de la flèche 41.
Lors de cette poussée de l'outil 36, son extrémité 42 pénètre d'abord dans le siège 29 de la tête préalablement formée 27, puis pénètre longitudinalement dans la tige 28 à mesure que le corps 39 de l'outil,en
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raison de la/malléabilité de l'ébauche préalablement for- mée, forme,un passage cylindrique 43 et les cordons 40 forment les fentes 44 dans ladite tige, comme on le voit en particulier sur la figure 5, sur laquelle on voit que les fentes 44 divisent la tige 45 maintenant tubulaire 'en des parties arquées..
On voit que la tige massive 28, en raison du refoulement du métal par extrusion, comme indiqué plus haut, allonge la tige 45 sans perte de métal, comme on le voit sur la figure 4, le bloc de maintien 34 étant ramené en retrait, dans le sens de la flèche 46, par la tête 27 de cette ébauche 47 en forme de douille nou- vellement formée.
En plus de l'extrusion ci-dessus, qui est provoquée par l'outil 36 et qui ,:3' effectue dans un sens longitudinal vers l'extérieur, la tige d'appui fixe 32 provoque une extrusion de l'extrémité opposée de la tige
28 vers l'intérieur pour former une partie extrudée
48 en forme de collet autour de la tige d'appui, qui est limitée par le manchon de chasse 33. Une partie de liaison solidaire 4c est ainsi formée dans l'ébauche 47 de la douille, qui est espacée vers l'intérieur par rapport à l'extrémité de l'ébauohe qui est éloignée de la tête
27.
Il est évident que l'extrusion se produit instantanément et pendant que la tige 28 est soumise à des pressions et à la chaleur engendrée par l'outil
36 à partir d'une extrémité et par la tige 32 à partir de l'extrémité opposée. Etant donné que le corps 39 de l'outil ne refoule pas le métal à partir de la tête
27 et que les cordons 40 ne refoulent que de faibles
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parties de la tète. en raison de l'effilement du siège
29, la tête n'est que faiblement affectée par le procédé d'extrusion, seule la tige étant allongée sous la forme tubulaire fendue de la figure 4. On remarquera qu'au- cune partie du métal n'est enlevée de l'ébauche préala- blement formée 15a pendant sa transformation sous la forme 47, comme représentée sur la figure 4.
CONFORMATION SUPPLEMENTAIRE DE LA TETE ET DEBLOCAGE
DU PASSAGE
Les moyens représentés sur les figures 6 et
7 sont utilisés pour effectuer ce stade du présent procédé de fabrication des douilles. L'ébauche 47, après qu'on l'a enlevée du bloc de matrice 30, est placée de façon que sa tige tubulaire 45 soit dans l'alésage 50 , d'un bloc de matrice 51, Une tige d'appui 52 s'ajuste dans le collet 48 de la tige 45 et s'appuie contre la partie de liaison solidaire 49. La tige 52 est fixe, mais le bloc de matrice 51 est sollicité par ressort dans la direction de la flèche 53. La face d'extrémité 54 du bloc de matrice, concentrique à l'alésage 50, présente rune rainure annulaire 55.
Un bloc de conformation 56 présente un alésage 57 qui est axialement aligné avec l'alésage 50 de la matrice, et un siège de conformation préalable
58 dans l'extrémité dirigé vers la surface 54 de la matrice. Une tige 59 est disposée axialement dans l'a- lésage 57 et s'étend à partir de l'extrémité du bloc
56 pour s'ajuster d'une façon coulissante dans le pas- sage 43 de l'ébauche 47 de la.douille, située dans le bloc de matrice 51.
Après avoir placé l'ébauche 47 dans le bloc
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de matrice 51, le bloc de conformation 56 est déplacé en direction du bloc 51 jusqu'à ce que la tête 27 de l'ébau- che s'appuie contre le siège 58. A ce moment, l'extrémi- té du bloc 56 est espacée de la face 54 du bloc de ma- trice. Maintenant, on pousse la tige 59 au contact de la partie de liaison 49, l'ébauche 47 étant maintenue ainsi fermement entre les tiges 52 et 59, comme on le voit sur la figure 6.
En poursuivant le déplacement du bloc 56, on provoque le déplacement du bloc de matrice 51, qui est sollicité par ressort en direction du bloc 56, dans la direction de la flèche 64. Naturellement, l'ébauche
47 se déplace avec le bloc de matrice par rapport aux deux tiges fixes 52 et 59' Par conséquent, la partie de liaison 49 est cisaillée à partir de la tige 45 de la douille, comme on le voit sur la figure 7, mais reste dans le passage 43 après le retrait du bloc 56 et de la tige 59, de façon à pouvoir enlever l'ébauche 65 de la douille nouvellement formée de l'alésage 50 de la matrice.
Maintenant le bloc 56 est déplacé dans le sens de la flèche 60 pour provoquer la fermeture de l'ex- trémité du bloc contre la surface 54 du bloc de matrice, en conformant ainsi davantage la tête 27 sous sa nouvel- le forme représentée sur la figure 7, tout en contrai- gnant la rainure 55 à former une nervure annulaire 61 dans la face postérieure de ladite tête, et les parties d'étranglement 62 du siège 58 à resserrer la tête à son extrémité antérieure pour former un collet 63 qui pré- sente sensiblement le même diamètre que la tige tubulaire
45. Comme on le voit sur la figure 7, cette contraction
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de la tête supprime le siège effila 29 et terme les fentes 40 à l'extrémité de tête de l'ébauche.
DEBLOCAGE DU PASSAGE ET CONFORMATION FINALE
Les figures 8 et 9 montrent les moyens per- mettant de réaliser le stade final du procédé. L'ébauche 65, après avoir été enlevée du bloc de matrice 51 est placée de façon que sa tige tubulaire est fendue 45 se trouve dans l'alésage 66 d'un bloc de matrice 67 sol- licité par ressort, la nervure annulaire 61 de la tête 27 étant disposée dans la rainure annulaire 68 ménagée à cet effet dans la face 69 du bloc de matrice. Un manche de chasse 70 fonctionne dans ledit alésage 66, et une tige d'appui fixe 71 se trouve dans le passage . dudit manchon,
Un poinçon 72 de conformation de la tête présente un alésage 73 qui est aligné axialement avec l'axe de l'alésage 66 et qui est agrandi en 74 à une plus grande dimension pour servir le passage d'évacua- tion.
Un siège 75 ménagé dans l'extrémité du poinçon 72 présente la forme finale qui doit être donnée à la tête 27, ledit siège présentant un évidement annulaire 76 dans lequel le collet 63 de l'ébauche préalablement formée 65 s'étend lorsque l'ébauche est en position de traitement' , dans l'alésage 66 de la matrice.
L'extrémité de la tige 71 maintient la par- tie de liaison cisaillée 49 immobile, tandis que la tige 45 de la douille est déplacée dans la position représen- : tée sur la figure 9. De cette façon, la partie de liai- , son 49 est déplacée du passage'43 de la douille dans l'alésage 73 du pqinçon où elle reste jusqu'à, ce qu'elle soit déplacée par les parties de liaison successives des
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douilles ultérieures 79 dans l'ouverture d'évacuation
74 du poinçon, Lors du déplacement du poinçon 72 dans la direction de la flèche 77 il rencontre d'abord la tête
27 de la douille, comme on le voit sur la figure 8, puis reforme la tête, de la forme représentée sur la figure
8 à sa forme finale comme représentée sur la figure 9, et ensuite,
en butant contre la face 69 du bloc de matrice, en pressant le bloc dans la direction de la flèche 78, la douille 79 ayant sa forme finale, située dans l'a- lésage du bloc, est déplacée avec le bloc par rapport à la tige d'appui fixe 71.
Comme on peut le voir en particulier sur la figure 10, la nervure annulaire 61 définit une rainure 80 pour une rondelle de compression 81 que l'on fait glisser sur la tige 45 de la douille après l'avoir enlevée, au moyen du manchon de chasse 70, à partir du bloc de matrice 67.
Les figures 10, 11 et 12 montrent la façon dont on peut munir la douille 79, fabriquée comme décrit, ci-dessus, d'un goujon 82 pour river ou sertir la douille pour relier des éléments 83 ou autres éléments quelconques.
Comme représenté sur la figure 10, la tige 84 du goujon 82 passe à travers le passage 43 de façon que son extrémité de préhension 85 s'étende au-delà du collet 63 de la tête 27 de la douille, Une tête 86 prévue à l'extrémité de la tige 84, à l'opposé de l'ex- trémité 85, bute contre l'extrémité de la tige 45 de la douille, et des nervures annulaires 87 de la tige 84 au voisinage de la tête 86 présentent un ajustage à force dans le passage 43 pour effectuer un ajustage serré entre
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la douille 79 et le goujon 82, au-delà de l'endroit où. les fentes 44 de la tige 45 de la douille se terminent.
Des rainures de cisaillement ou de rupture 88 sont pré- vues dans la tige 84 du goujon sur tune partie intermé- diaire, à l'endroit où lesdites rainures seraient ali- gnees aveo le collet 63 lorsque la douille est sertie..
Le rivet de blocage décrit ci-dessus est appliqué aux éléments 83à river de la façon habituelle en faisant passer la tête 86 à travers des orifices 89 ménagés dans lesdits éléments, en pressant fortement la tête 27 avec sa rondelle de compression 81 contre les éléments, tout en tirant sur l'extrémité de préhen- sion 85 du goujon 82 avec un outil approprié. Une telle traction provoque l'affaissement des parties arquées de'la tige fendue en les pliant vers l'extérieur pour former les parties affaissées 45a qui s'aplatissent contre le côté des éléments 83 opposé au côté venant au contact de la tête 27.
A l'état aplati du rivet, l'une des rainures 88 est alignée avec le collet 63 qui est resserré par l'outil d'aplatissement des rivets dans une ou plusieurs de ces rainures, Ceci interrompt le mouvement longitudinal du goujon. Toutefois, on poursuit la traction exercée sur l'extrémité 85 du goujon d'une façon continue ou inter- mittente jusqu'à ce qu'il se produise un amincissement provoquant la rupture à l'endroit de l'une des rainures 88. Cet état est représenté sur la figure 12, qui montre l'état bloqué ou aplati du rivet.
Naturellement l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans
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le cadre et l'esprit de l'invention.