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BREVET D'INVENTION Installation pour l'usinage fin ou de finition de surfaces d'un évidement de matrioe ou similaire,
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La présente invent:lon a pour objet une installation pour l'usinage fin ou de finition de surfaces d'un évidement de matrice et éventuellement d'un poinçon profilé correspon- dant servant à la déformation à froid de l'évidement ou similaire, avec des surfaces planes disposées suivant la direction de l'axe de l'évidement ou du poinçon profilé et constituant un prisme polygonal ainsi qu'avec une surface frontale bornant les extrémités intérieures des surfaces planes, disposée transversalement à l'évidement de la ma- trice, surface frontale formant un fond facetté,
de telles matrices servant notamment à la fabrication d'écrous au moyen de presses à forger par ohocs à froid.
Il est déjà connu de fabriquer de telles matrices servant elles-mêmes à la fabrication d'écrous par le fait que l'on fore un trou et que l'on enfonce dans ce dernier un poinçon profilé. L'enfoncement du poinçon profilé pro- duit une transformation du trou rond en un polygone inté- rieur. L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait que l'arrachement de matières des surfaces intérieures pendant l'enfoncement du poinçon profilé conduit à un produit peu précis à faible qualité superficielle, n'ayant qu'une durée d'utilisation réduite. En outre, un autre inconvénient réside dans le fait que la matière arrachée des surfaces intérieures est généralement pressée dans le fond facetté bombé, diminuant également la résistance de ce dernier.
Jusqu'à présent, on a obtenu des matrices de meilleure qualité par le fait que les surfaces intérieures préparées au moyen d'un tour sont portées par un limage et un polissage manuel aux dimensions imposées avec la surface lisse désirée. Pour de telles matrices il importe
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que le profil de l'évidement soit usiné de manière exacte- ment symétrique dans le corps de la matrice, ce qui est difficile à réaliser à la main. En outre, le travail manuel entraîne fréquemment des passages arrondis entre les dif- férentes surfaces intérieures et entre les surfaces inté- rieures et le fond bombé facetté, alors que des arêtes vives sont désirables.
Il est en outre connu de fabriquer de telles surfaces intérieures de matrices par érosion par étincel- les électriques. L'inconvénient réside essentiellement dans la perte de dureté lors de la fabrication, par suite du réchauffement,qui a pour conséquence une modification de structure; il en découle une faible durée d'utilisation d'une matriee fabriquée de cette manière. En outre, cette matrice également exige un usinage ultérieur à la main.
La présente invention vise dès lors à créer une installation -permettant l'usinage fin et de finition de surfaces d'un évidement de matrice et éventuellement d'un poinçon profilé correspondant, servant à la déformation à froid de l'évidement, et rendant superflu un usinage manuel de finition.
Pour que les matrices puissent être utilisées pendant une durée prolongée, l'évidement de la matrice doit être réalisé avec la plus grande précision; l'invention vise dès lors à créer une machine permettant, en raison de la précision exigée pour l'évidement de matrices, un ajus- tage exact de l'outil,d'usinage et un réglage exact des mouvements de cet outil; lors d'un usinage de finition des surfaces intérieures d'une matrice il doit être possible d'enlever les copeaux des surfaces, sans dégageant pour l'outil, et l'outil doit être approprié à cet effet.
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En raison de la symétrie exacte nécessaire de l'évidement de la matrice ou de la symétrie désirée de la position et des dimensions des différentes surfaces, la machine doit comporter un dispositif permettant l'alignement exact des surfaces à usiner par rapport à la surface balayée par l'outil; à cette occasion, il est souhaitable que l'outil puisse être remplacé, par exemple pour la rectification, sans que l'alignement de la surface à usiner ne soit modi- fié.
En résumé, le problème réside essentiellement dans le fait que l'usinage de finition à la main soit remplacé par un usinage à la machine% et que cette machine soit conçue de manière telle qu'un fonctionnement précis soit possible, cc qui permet d'obtenir un usinage de finition exact et dès lors des matrices permettant une durée d'utilisation prolongée.
Pour atteindre ce résultat, l'invention propose une installation de la nature susmentionnéecaractérisée par le fait qu'elle présente un mandrin susceptible de tourner autour de l'axe longitudinal do la pièce à usiner ou de son évidement ainsi que susceptible d'être bloqué dans les plans parallèles aux plans à usiner, ainsi qu'un porte-outil portant un burin ou un outil similaire, monté à pivotement sur un axe perpendiculaire à la surface à usiner ainsi qu'avec un porte-à-faux latéral réglable, porte-outil équipé d'un dispositif d'avance agissant dans la direction axiale de l'évidement. Le burin exécutant des mouvements de pivotement nombreux exactement réglables et définis peut donc usiner une surface plane également exacte- ment alignée, surface dont la largeur'correspond à la course de pivotement du burin.
L'utilisation d'un mouvement
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de pivotement pour l'usinage de finition de surfaces inté- rieures permet de manière avantageuse également l'usinage des surfaces d'une matrice limitées par un fond facette.
Pour la commande du mouvement de pivotement du porte-outil on peut faire appel à un excentrique ou simi. laire. Au lieu d'un excentrique on peut également utiliser des moyens quelconques produisant un mouvement de va-et- vient. Il est préférable que l'excentricité soit réglable; cela permet de modifier l'angle de pivotement du burin.
Le porte-outil peut être disposé sur un chariot à mobilité longitudinale qui est fixé sur un chariot à mobilité transversale susceptible de préférence do pivoter autour d'un axe horizontal. Cela permet d'améliorer la pos- sibilité de réglage de l'otuil sur la pièce à usiner. Unie autre amélioration de cette possibilité de réglage de l'ou- til sur la pièce à usiner est obtenue par le fait que le. chariot à mobilité transversale est monté sur au moins uno colonne réglable en hauteur, le réglage en hauteur pouvant' être réalisé au moyen d'un volant ou similaire agissant par l'intermédiaire d'engrenages sur au moins une brocha filetée.
Pour la commande du mouvement du chariot longi- tudinal, on peut prévoir une commande équipée d'une vis sans fin, produisant une avance automatique régulière et faible, commande qui peut être débrayée de sa position acti- ve. L'emploi d'un mécanisme à vis sans fin assure do manière avantageuse une avance particulièrement uniforme et réduite, de telle sorte qu'un grand nombre do mouvements de pivotement peuvent être exécutés pendant l'avance, ce qui conduit à un bon usinage de finition de la surface à usiner.
Sur le chariot à mobilité longitudinale, on pout
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prévoir un interrupteur de fin de course réglable de prêté- rence au moyen d'un filet grossier et d'un filet fin, qui est prévu pour l'arrêt de la machine et éventuellement aussi de l'éclairage, lorsque le burin ou un outil similai- re a parcouru'l'avance prévue, par exemple jusqu'au fond facetté. A l'aide de cet interrupteur à fin de course on peut donc fixer au préalable avec une très grande précision l'avance désirée.
Pour le serrage de la pièce à usiner, donc notamment de la matrice qui doit subir un usinage de fini- tion, on prévoit de préférence un mandrin monté à rotation sur une broche de poupée, qui présente à son extrémité extérieure un plateau diviseur. Le plateau diviseur permet de manière simple de passage d'une face intérieure vers la face intérieure suivante du polygone intérieur, avec un angle exact.
Il est utile que le dispositif de blocage pour le plateau diviseur constitue un dispositif d'ajustage, le guidage d'un nez d'encliquetage susceptible d'être dégagé des rainures du plateau diviseur pouvant être pivoté par rapport à l'élément de bâti portant ce guidage et pouvant
8tre verrouillé sur celui-ci, de telle sorte que le point d'encliquetage et des lors le mandrin monté sur le même arbre que le plateau diviseur puissent être réglés d'un angle déterminé et qu'une pièce à usiner puisse être ali- gnée, dans le mandrin, sur le plan de pivotement du burin.
La pièce à usiner est donc réglable de cette manière, de telle sorte qu'il est possible d'ajuster de manière exacte la pièce à usiner par rapport à l'outil également réglable.
Pour permettre l'usinage avec enlèvement de
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copeaux de surfaces intérieures délimitées par d'autres surfaces intérieures faisant un angle avec la surface à usiner, et pour empêcher que les copeaux n'abîment les surfaces, on a prévu un burin dont l'extrémité dirigée vers le dessous, sur la surface à usiner, présente une face inférieure s'éloignant vers l'arrière de la face frontale du burin, et également de la surface à usiner, en pente montante formant un angle de dépouille, face inférieure qui est de préférence en pente montante sur les arêtes laté- rales qui la délimitent, vers l'intérieur, avec un angle de rainure, de telle sorte que l'on obtient une rainure ouverte faisant face à la surface à usiner, rainure à sec- tion transversale angulaire.
On obtient ainsi que les arêtes latérales, essentiellement dans la région antérieure du burin, entrent en activité et produisent des copeaux relativement minces. Il est utile que les faces latérales issues des arêtes latérales de l'extrémité du burin soient en retrait par rapport à la face inférieure et soient en pente montante en formant un petit angle de profila de telle aorte qu'elles forment avec la face inférieure ou avec la surface à usiner un angle intérieur à 90. Cet angle entre les surfaces latérales et la face inférieure est encore réduit par l'ongle de rainure, l'angle de rainure tradui- sant l'écart d'un plan dos deux surfaces partielles forcent la face inférieure.
On obtient ainsi des arêtes latérales en forme de tranchant, qui à cause de l'angle de dépouille de la face inférieure entrent en activité essentiellement dans leur région antérieure, de telle sorte que la pointe formée entre la face inférieure la face latérale et la face frontale du burin produit les copeaux.
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On obtient une amélioration supplémentaire de la qualité de la surface par un polissage. Pour le polissage de la surface usinée, on utilise de préférence un burin de polissage avec une face de polissage correspondant sen- siblement à la forme de la surface à polir, l'extrémité du burin, cette face de polissage présentant de préférence un renfoncement en forme de rainure disposé transversale- ment à la direction de pivotement du burin, pour recueillir des produits de rectification ou de polissage.
L'invention est maintenant décrite plus en détail avec référence au dessin annexé.
Ka Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de l'installation suivant l'invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe transversale sui- vant la ligne II-II de la Fig. 1.
La Fig. 3 est une vue en élévation latérale d'un élément de bâti servant à supporter une poupée portant un mandrin et un plateau diviseur.
La Fige 4 est une vue en plan d'un dispositif do blocage formant également dispositif d'ajustage du plateau diviseur.
La Fige 5 représente, à plus grande échelle, un dispositif de pivotement pour la poupée de la broche et du plateau diviseur.
La Fig. 5a est une vue en coupe transversale suivant la ligne Va-Va de la Fig. 5.
La Fig. 6 est une vue en plan de la partie de l'installation montrant le porte-outil et les éléments de la machine qui portent ce porte-outil.
La Fige 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne VII-VII de la Fige 1.
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La Fig. 8 représente à plus grande échelle le détail E représenté à la Fig.'6.
La Fige 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la Fige 8.
La Fig. 10 est une vue en perspective et à plus grande échelle de l'extrémité d'un burin servant d'outil.
La Fig. 11 est une vue de la face inférieure du burin.
La Fig. 12 est une vue en coupe partielle de l'extrémité du burin.
La Fig. 13 est une vue frontale de l'extrémité du burin.
La Fig. 14 représente un burin lors de l'usinage d'une surface intérieure d'une matrice.
La Fig. 15 représente 1 extrémité d'un burin équipé d'une pointe diamantée.
La Fig. 16 est une vue ce la face inférieure d'un burin de polissage.
La Fig. 17 est une vue frontale du burin do polissage suivant la flèche XVII de la Fig. 16.
, Une installation 1 pour l'usinage do finition de anrfaces d'un évidement de matrice présente un bâti do machine 3 composé de deux éléments réunis au moyen de vis 2,,Sur une extrémité de ce bâti est disposé un porto-outil 4 avec dea organes de réglege correspondants, et sur l'autre extrémité du bâti de machine 3 se trouve un montant 5, qui porte entre autres un mandrin de serrage 6 pour une pièce à usiner 7. Signalons que la pièce à usiner est constituée essentiellement par une matrice destinée notamment à la fabrication d'écrous devis au moyen de pressas à forger au
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choc à froid, dont les surfaces internes polygonales 8 doivent être usinées au moyen de l'installation 1.
En outre, il est possible, de manière avantageuse, à l'aide de l'installation 1, d'usiner un poinçon profilé adapté à la forme de la matrice et servant au façonnage à froid de l'évidement de la matrice, de telle sorte qu'il y a une bonne concordance entre le,poinçon profilé et la matrice. Le poinçon profilé sert à former l'évidement intérieur de la matrice par façonnage à froid à un degré tel que cet, évidement Intérieur peut ensuite être rectifié avec l'installation 1, L'avantage de ce procédé réside d'abord dans l'écrouissage que provoque le poinçon profilé et en outre dans le fait que le poinçon profilé peut être fabriqué sur la même machine et sur la même installation 1, ce qui permet d'atteindre une bonne concordance des sections transversales.
Conformément à l'invention, l'installation 1 présente un mandrin de serrage 6 rotatif autour de l'axe longitudinal de la pièce à usiner 7 ou de son évidement 7a ainsi que verrouillable dans les positions correspondant aux surfaces planes 8, ainsi qu'un porte-outil 4 portant un burin 9 ou un outil similaire, porte-outil qui estmonté à pivotement sur un axe 10 perpendiculaire à la surface plane 8 à usiner, avec un écartement en largeur réglable, et qui est équipé d'un dispositif d'avance agissant dans la direction de l'évidement 7a. Dans la Fig. 1, l'axe 10 est représenté par une ligne en traits mixtes. Il est perpendiculaire à une surface 8 à usiner de la pièce à usiner 7.
Le porte-outil 4 présente deux bras 11, dont
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les extrémités ont la forme d'un tourillon 12 disposé dans deux paliers à billes 13. Ces paliers 4 billes 13 sont situés dans une culasse 14 ou dans unohariot 15 à mobilité longitudinale, auquel est reliée la culasse. Le porto-outil 4 peut donc exécuter un mouvement de pivotement ou-dessus du chariot à mobilité longitudnale 15, et l'axe 10 repré- senté en traits mixtes sort de centra de rotation à ce pivotement.
L'entraînement de pivotement du porte outil 4 a lieu, dans la forme de réalisation représentée, à l'aide d'un excentrique; toutefois, le mouvement de pivotement peut également être réalisé par exemple à l'aide d'entrai*
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naments manivelles, Dans la forme de réalisation reprd. sentée, le porte-outil 4 possède une bielle de commande 16 qui est creuse, pour en diminuer l'inertie. La biello de commande 16 est reliée par l'intermédiaire d'un palier longitudinal,l? et d'un palier rotatif 18 à un coulisseau 19 et un disque d'entraînement 20. Le coulisseau 19 est monté excentriquement et à rotation dans le disque d'entrai- nement 20, ce qui conduit à l'excentrique susmentionné.
On voit notamment à la Fig. 6 que le point d'articulation A du palier longitudinal 17 sur le coulisscau 19 est également excentrique, de telle sorte que par rotation du coulisseau 19 à l'intérieur du disque d'entraînement 20 il est possible' de modifier l'excentricité du point d'articulation du porte-outil 4 ou de sa bielle de commande 16 par rapport au
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montage.rotatif 18 du dlsqu'3-d'entraînement. Grncc à l'ex- centricité du point d'articulation A par rapport au montage rotatif 18 du disque d'entraînement, on fixe l'angle de pivotement du porte-outil 4. Pour le réglage du coulisseau 19
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on a prévu une broche filetée 21 représentée en traits in- terrompus à la Fig. 6.
En outre, on y a encore représenté une vis de serrage 22 qui permet de bloquer le coulisseau 19 dans une position déterminée par rapport au disque d'en- traînement 20,
Le chariot à mobilité longitudinale 15 pour le porte-outil 4 se trouve sur un ohariot à mobilité transver- sale 23 qui au moyen d'un guidage 24 est mobile sur un support fixe 25 transversalement à l'axe de la pièce à usiner. Le support 25 peut pivoter autour d'un axe horizon- tal 26. A l'aide de ce mouvement de pivotement, il est possible de régler une inclinaison de la surface à usiner 8 pur rapport à l'axe longitudinal de la pièce à usiner 7.
Cela est souhaitable dans le cas de matrices, pour facili- ter l'éjection d'une pièce fabriquée avec les matrices, par exemple l'éjection d'un écrou; L'inclinaison très fai- ble nécessaire à cet effet du porte-outil 4 est obtenue au moyen d'une vis de réglage fin non représentée en détail,
Pour le guidage de ce mouvement de pivotement, on a prévu une coulisse de guidage 27 dans laquelle pénètre un tenon fixe 28.
Le chariot à mobilité longitudinal 1?, le chariot à mobilité transversale 23, lequel peut pivoter autour d'un axe horizontal ainsi que la possibilité de régulation de l'angle de pivotement du burin 9 à l'aide d'un excentrique permettent d'obtenir un alignement précis du burin 9 sur la surface 8 à usiner,
Une autre facilité d'alignement est atteinte par le fait que le chariot transversal 23 est monté sur deux @@@@@@@ de support 29 réglables en hauteur et que le réglage en hauteur a lieu au moyen d'un volant manuel 32
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agissant par l'intermédiaire l'engrenages 30 sur deux bro- ches filetées 31.
A la Figé 7, on voit que le volant manuel 32 entra!ne une roue menante centrale 30a avec laquelle engrènent les engrenages 30 agissant sur les broches file- tées 31. On note à la fig. 1 que les engrenages 30 sont disposés dans una partie 3a en porte-à-faux du bâti à la face inférieure de laquelle le volant manuel 32 est bien accessible. Par l'intermédiaire d'un filet 33 et d'un dis- que de serrage 34, le volant manuel 32, conformément à la forme de réalisation de la Fig. 1, peut être accouplé à un disque de mesure 35 qui n'est pas représenté à la Fig. 7.
Lorsqu'on fait tourner le volant 32, les broches filetées 31 présentant un filet à gauche où un filet à droite tournent de manière égale et soulèvent les colonnes de support 29. Pour le blocage des colonnes de support 29 on a encore prévu des manchons 36 présentant un cône inté- rieur 37. Lorsque le manchon 36 est vissé en direction du bas, le cône intérieur 37 vient se placer sur un cône ex- térieur correspondant 38 de douilles 39 guidant les colonnes de support 29, de telle sorte que les colonnes de support 29 sont serrées (voir la Fig. 7). Les douilles 39 sont appuyées sur une plaque de support 40 et contrées dans des évidements 41 de la plaque de support 40.
A cotte plaque de support 40 est également fixé l'arbre 42 du volant 32, par le fait qu'une tête 44 amovible, fixée par une vis 43 vient s'appuyer sur la plaque de support 40,
A la Fig. 7, on décèle encore le support 25 avec l'axe horizontal 26 qui permet un pivotement du sup- port 25 par rapport à un prolongement 29a do la colonne de support 29. En outre on reconnaît les tenons de butée 28 constitués par des vis.
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On remarque encore à la Fig. 1 que le disque d'entraînement 20 est en communication avec un moteur d'entraînement 46 par l'intermédiaire d'un arbre flexible 45. Le moteur d'entraînement 46 est disposé de manière telle que l'arbre flexible 45, même dans le cas de la distance maximale du chariot longitudinal 15 ou du chariot transversal 23 du moteur 46, est sollicité le moins possi- ble à la flexion. La vitesse de rotation du moteur est réglage dans de larges limites, par exemple entre 100 et 4000 tours par minute.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le porte-outil 4 est conçu de manière telle que la sortie du burin 9 du support 47 est en retrait de la distance a par rapport à la ligne de pivotement 10 de la pièce à usiner. Notamment dans le cas de burins de faible longueur, ce retrait 9. est avantageux, étant donné que sinon, lors du pivotement, il y a le risque que le porte-outil 4 ren- contre la pièce à usiner 8 ou son support.
Pour la déter- mination du rayon de pivotement à partir du contre de rotation du porte-outil jusqu'à la pointe du burin, on a prévu une butée de mesure 48 sur le porte-outil 4, Cotte butée peut être située par exemple dans l'alignement de l'axe de pivotement 10, ou, comme dans l'exemple de réali- sation représenté, peut également être disposée à une distance exactement connue de cette ligne d'alignement, vers l'arrière.
Dans les Figs, 6 et 7 on note que le chariot transversal 23 peut être mû à l'aide d'une broche filetée 23a et d'un volant manuel 23b. A ce volant manuel 23b peut également être relié un disque de réglage muni d'un
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vernier, disque qui sur les figures n'est pas représenté en détail, pour plus de clarté.
Pour la course du chariot à mobilité longitu- dinale 15 qui produit également l'avance de l'outil, on a prévu un moteur d'entraînement séparé 49. Ce moteur est relié par une démultiplication 50 à une vis sans fin 51 qui dans le position d'entraînement, conformément à la Fig, 6, s'engage avec une crémaillère 52 fixée au chariot 15. Grâce à cette disposition, on obtient une avance automatique régulière et faible du chariot longi- tudinal 15, de telle sorte qu'un grand nombre do mouvements de pivotement du burinn9 peuvent être exécutés au cours . de cette avance; cela favorise la précision do l'usinage de la surface 8. Le mécanisme d'avance composé du moteur 49, du mécanisme de démultiplication 50 et de la vis sans fin 51 peut être débrayé de sa position active à l'aide de la poignée 53.
Cette possibilité d'embrayage et do débrayage à l'aide de la poigne 53 est représentée par la flèche double Pfl à la Fig. 6. De préférence, l'entraine- ment de l'avance est démultiplié à un degré tel et harmo- nisé avec le mouvement du burin qu'un ministre d'avance correspond à environ 350 courses d'aller ot de retour du burin.
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Dans les Figs. 1 et 6 on note, à l'extrémité du chariot 15, un ressort de compression $4 qui lors de la course du chariot 15 est bondé en direction de la pièce 7. L'avance du chariot longitudinal a donc lieu à l'encon- tre de la force de rappel de ce ressort 54 qui après le débrayage de l'entraînement de l'avance est prdvu pour le retour du chariot 15. On note que le ressort de pression
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est appliqué d'une part contre le ohariot transversal 23 et d'autre part contre une butée 55 sur le chariot longi- tudinal 15.
Pour ralentir le course de retour du chariot longitudinal 15, on a prévu un frein hydraulique 57 ré- glable, muni d'une vanne 56; ainsi le mouvement du burin, pendant la course de retour, peut être utilisé pour le polissage de la surface usinée pendant l'avance.
On voit dans les Figs. 8 et 9 que le frein hydraulique 57 est composé d'un piston 58 et d'un cylin- dre 59, le cylindre 59 pouvant être solidarisé avec le chariot transversal 23 et le piston 58 pouvant être relié, à l'aide d'une ou de deux bielles 60, avec le chariot longitudinal 15. Toutefois, et de manière inverse, le cy- lindre peut être relié au chariot longitudinal et le piston au chariot transversal. Lors de la course du chariot longitudinal 15 par rapport au chariot transversal 23, notamment dans le sens de la flèche Pf2, qui traduit la oourse de retour du chariot longitudinal 15, un fluide situé dans le cylindre 59 est pompé à travers la vanne
56 et uno canalisation 61 d'une face de piston vers l'au- tre.
La résistance contre cette circulation et dès lors l'action de freinage peuvent être réglés par une ferme- ture plus ou moins forte de la vanne 56. Par la coopération du ressort 14 et du frein hydraulique 57 on obtient donc de manière simple une course de retour d'une lenteur choisie à volonté, au cours de laquelle le burin peut continuer à exécuter son mouvement de pivotement, de telle sorte que le burin peut une nouvelle fois balayer la surface 8 qui a été usinée avec enlèvement de copeaux pendant l'avance et exercer ainsi une action de polissage.
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Il est possible de remplir le renfoncement 107 du burin 9 avec de la pâte à polir,
A la Fig. 6 on reconnaît sur le chariot long. tudinal 15 ou le chariot transversal 23 une butée 64 pou- vant être coulissée au moyen d'une roue de commande 62 par rapport au chariot longitudinal 15 et réglable avec précision au moyen du filet de réglage fin 63, butée qui coopère avec un interrupteur de fin de course 65. Cet interrupteur de fin de course 65 est prévu pour l'arrêt de l'installation 1 et éventuellement aussi d'un éclairage) lorsque le burin 9 a atteint l'avance prévue, par exemple jusqu'à un fond bombé facetté 66 qui délimite l'évidement 7a.
Il est ainsi possible de limiter au préalable l'avance grâce à un réglage précis de la butée 64e de telle sorte que la surface 8 est usinée avec précision jusqu'à sa frontière avec le fond facetté 66 et pas plus loin.
Il y a encore lieu de signaler que la culasse 14 prévue pour le montage des bras 11 du porta-outil 4 présente un point de fixation 67 pour un dispositif do rectification ou de fraisage. Un tel dispositif de recti- fication ou de fraisage permet par exemple d'usiner la face frontale du poinçon profilé, qui lors do la déforma- tion à froid de la matrice forme le fond facetté 66,
Le mandrin 6 de l'installation est monté à rotation sur une broche de poupée 68. A son extrémité @ extérieure, la broche de poupée 68 porte un plateau divi- seur 69 amovible.
La broche de poupée 68 est montée dans une poupée 70 qui est entourée partiellement, pnr le dessous, par un support 71 en forme de rainura,, La poupée 70 avec le support 71 est montée à pivotement sur un
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arbre horizontal 72 et peut tourner autour d'un arbre vertical 73, et peut également être bloquée dans sa posi- tion. On constate que le palier de l'arbre 73 et du support 71 est fixé à l'aide de vis 74 de manière amovi- ble sur le bâti 5, PQur le blocage de positions de pivo- tement préférées de la poupée 70, on a prévu sur le gui- dage 75 des points d'encliquetage avec des encoches 76 et un élément d'encliquetage 78 pouvant pénétrer dans les encoches 76 et soumis à l'action d'un ressort 77.
Grâce à cette possibilité de blocage dans les positions de pivotement préférées, il est possible d'obtenir de manière particulièrement rapide une de ces positions de pivotement (voir les Figs. 5 et 5a).
, Dans les Figs. 1 et 2 on note que l'élément de bâti 5 présentant le mandrin 6 et le plateau diviseur 69 peut, par rapport à l'élément de bâti 3, être coulissé au moyen d'un pignon 80 engrenant avec une crémaillère 79 fixée à l'élément de bâti, le pignon 80 étant, comme le montre la Fig. 2, commandé par une roue manuelle 81. Au moyen de cette roue 81, l'élément de bâti 5 peut être bloqué dans son guidage 82. La Fig. 3 montre quo le gui- dage présente.une butée réglable 83 pour le rétablissement exact d'une position d'origine avant un coulissement longitudinal de l'élément de bâti 5. Le réglage de la butée 83 a lieu à l'aide d'une broche filetée 84.
La possibilité de coulissement longitudinal de l'élémentde bâti 5 présente l'avantage que, lorsque l'élément de bâti est déplacé, le burin 9 et le porte- outil 4 sont bien accessibles à partir de leur côté fron- tal, sans que la pièce à usiner 9 exactement ajustée ne
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doive quitter sa position d'ajustage, étant donné qu'ollo peut être retournée de manière simple dans sn position d'origine.
Le blocage de la poupée 70 dans uno position pivotée par rapport à l'arbre 73 a lieu par le serrage do pièces do serrage en forme de T montées dans une rai- nure annulaire 85 à l'aide do vis, do telle sorte quo le support 71 et le palier 86 sont pressés l'un contre l'autre,
Dans les Figs.
1 et 4 notamment, on note la présence d'un dispositif de verrouillage 87 pour le plateau diviseur 69, dispositif qui conformément à une autre caractéristique do l'invention sert également de disposi- tif d'ajustage, le guidage 88 d'un nez d'cecliquetage 90 susceptible d'être éloigné des rninures 89 pouvant être pivoté par rapport à l'axe longitudinal de la poupée 70 et pouvant être bloqué, de telle sorte que le point d'en- cliquetage et dès lors le mnndrin 6 monté sur le même arbre 68 que le plateau diviseur 69 peuvent être réglés 'd'un certain angle et que la pièce à usiner 7 peut, dans le mandrin 6, être alignée sur le plan de pivotement du burin.
Le pivotement du guidage 88 n lieu nutour du centre de rotation 91, et le blocage n lieu à l'aide de vis 93 pénétrant dnns les trous oblongs 92 par rnpport à la poupée 70. L'engagement et le dégagement du nez d'oncliquc- tage 90 ont lieu à l'aide de ln poignée 94 dont le mouve- ment do pivotement est transformé pnr une bielle 95 par l'intermédiaire de cames 96 en un mouvement de va-et-vient du nez d'encliquetage 90. Il y a lieu de signaler que l'engagement du nez d'encliquetage 90 dans une rainure 89 peut être réalisé par un ressort de pression non représenté
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en détail dont l'action s'oppose à celle de la poignée 94 lors du dégagement.
La poignée 94 peut être bloquée de manière connue non représentée en détail dans ces deux positions terminales.
Pour que le poinçon profilé susmentionné puisse être usiné dans le mandrin 6 sur sa face frontale formant le font facetté de la matriceil est prévu de fixer sur la broche de poupée 68 un disque d'entraînement 97 entraîné par un moteur 98 situé dans l'élément de bâti mobile longitudinalement 5 par l'intermédiaire d'une courroie ou d'un autre élément de transmission. Lorsque le nez d'encliquetage 90 n'est pas engagé, la partie de gauche de l'installntion 1 (Fig. 1) peut donc fonctionner à l'aide du moteur 98 tout comme un tour ou une rectifieuse.
L'installation 1 suivant l'invention peut fonctionner de la manière suivante
Pour commencer la pièce à usiner 7, par exemple une matrice représentée en détail à la Fig. 14 pour la fabrication d'écrous de vis, est préfabriquée sur des machines connues dans une mesure telle que le polygone intérieur 100 présente des dimensions inférieu- res de quolques dixièmes de millimètre seulement aux dimensions de consigne. Ensuite la pièce 7 est serrée dans le mandrin 6 et un burin 9 est fixé dans le porte- outil 4. Le rayon allant de l'extrémité antérieure 101 du burin 9 jusqu'à l'axe de pivotement 10 du porte- outil 4 peut être adapté au rayon de courbure 102 de la face frontale des surfaces 8 à usiner (Fig. 1 et Fig. 14).
La butée de mesure 48 sur le porte-outil 4 facilite le réglage de ce rayon.
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Le porte--faux du mouvement de pivotement de l'extrémité 101 du burin, qui correspond à la largeur de la surface 8 à usiner, peut être réglé par le réglage de l'excentricité adéquate avec le coulisseau 19. Ensuite on peut usiner la surface 8 avec le burin 9., et l'avance du chariot longitudinal 15 est alors réalisée par la marche du moteur 49. L'interrupteur de fin de course 65 arrête ce moteur 49 lorsque le chariot 15, avec sa butée réglable 64, actionne cet interrupteur 65. Au cours do cette opération, quelques centièmes à quelques dixièmes de millimètres sont enlevés de la surface 8 de la pièce 7.
Cette opération remplace donc l'opération d'usinage à la main. Elle présente par ailleurs l'avantage d'une appli- cation exactement symétrique sur les surfaces 8 à usinor, Au surplus, l'extrémité intérieure des surfaces 8 à usiner, représentée à la Fig. 14 par la ligne 102, peut être atteinte de manière exacte par le burin 9.
Grâce à la présence du plateau diviseur 69, il suffit d'ajuster une seule des surfaces à usiner 8 avec précision sur le plan de pivotement du burin, étant donné que les autres surfaces intérieures doivent ocou- per une position angulaire exacte par rapport à la surface ajustée et viennent occuper la position désirée simple- ment par suite de la rotation du plateau diviseur 69 et dès lors du mandrin 6. Après l'usinage préalable d'une surface 8, le mandrin 6 et le plateau diviseur 69 sont tournés d'un angle correspondant au contour intérieur, et l'opération décrite peut être répétée jusqu'à ce que l'ensemble du contour intérieur soit achevé.
Pour que l'installation 1 puisse également
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servir à fabriquer des copies du poinçon profilé) on y a prévu, comme on l'a déjà mentionné plus haut, un disposi- tif de rectification ou de fraisage de construction tra- ditionnelle, pouvant par exemple être fixé sur le chariot longitudinal et non représenté. Dans ce cas, et cela pou- vant également servir pour des copies de la pièce 7, la poupée 70 et l'axe vertical 73 peuvent être tournés de l'angle que doit présenter la copie.
Il est avantageux qu'un poinçon puisse être fabriqué avec le mandrin 6 et avec le même plateau diviseur 69 que la matrice, ce qui garantit une adaptation particulièrement bonne de ce poinçon profilé dans l'évidement 7a de la pièce 7,
Pour le bon fonctionnement de l'installation 1, il importe de soigner particulièrement la forme du burin 9, notamment de son extrémité 101 destinée à l'enlèvement des copeaux.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, cette extrémité 101 du burin 9 dirigée à partir du plan de pivotement vers le dessous, sur la surface 8 à usiner, présente une face inférieure 104 en pente montante, s'éloignant vers l'arrière de la face frontale 103 des burins, et s'écartant de la surface 81 usinée, formant un angle de dépouile # , cette face inférieure 104 étant en pente montante à partir des arêtes latérales 105, avec un angle de rainure intérieure A de telle sorte que l'on obtient une rainure ouverte en direction de la surface à usiner 8, avec une section transversale angulai- re.
Sensiblement au centre de la face inférieure 104 constituée par deux surfaces partielles 106 faisant un angle, on décèle notamment dans les Figs. 10, 11 et 13 un renfoncement 107 en forme de rainure disposé suivant
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la direction longitudinale du burin, renfoncement qui borne intérieurement les deux surfaces partielles 106 et qui les sépare l'une de l'autre. L'angle do la rainura correspond à l'éoartement des deux surfaces partielles 106 d'un plan. Le renfoncement 107 peut retenir do manière avantageuse par exemple de petits copeaux ou d'autres impuretés, de telle sorte que la surface à usiner ne sera pas griffée ni striée.
En outre, le renfoncement 107 permet l'attaque d'une queue à l'huile ou similaire pour l'usinage subséquent de chaque surface partielle 106, sans que l'autre surface partielle ne soit touchée ni endommagée par la queue à l'huile.
On voit sur les Figes 10 et 11 que les ar8tes latérales 105 de la face inférieure 104 forment entre elles un petit angle # s'ouvrant en direction de la face frontale 103 du burin. En outre, les surfaces latérales 108 de l'extrémité 101 du burin, issues des arêtes laté- rales 105 forment, en partant de la face inférieure 104, un petit angle de profil # , do telle sorte quelles forment avec la face inférieure ou avec la surface à usiner un angle inférieur à 90 .
Cela améliore l'action de coupe des arêtes latérales 105, En outre, l'angle do dépouille , l'angle des arêtes latérales # et l'angle de profil # , ainsi que l'angle de rainure ss à l'extré- mité frontale de! arêtes latérales 105 conduiront a la for- mation d'une pointe 109 qui permet de manière avantageuse, avec l'avance lente, lenlèvement de copeaux finn,
La face frontale 103 du burin fait protubérance en oblique à partir de la face inférieure 104 avec un faible angle frontal t La face frontale protubérante 103
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empêche, lors de son contact avec le fond facetta bombé 66 à l'extrémité intérieure des surfaces 8 à usiner, la formation d'une composante de pression agissant sur la surface à usiner,
Il y a lieu de signaler que grâce à la pointe 109 à enlèvement de copeaux et à la possibilité de réglage exact de l'interrupteur de fin de course 65 ot du rayon de pivotement du burin, ainsi que grâce au porte-à-faux de ce mouvement de pivotement, les surfaces 8 peuvent être usinées par le burin 9 avec enlèvement de copeaux, sans que les surfaces 8 comportent un dégagement pour la fin de course de l'outil. Il a été constaté que los arêtes entre les différentes surfaces 8 ainsi qu'entre les surfaces 8 et le fond facetté sont précises et bien aiguës.
Il est utile que l'angle de dépouille ( et l'angle de profil # aient environ la valeur d'un demi- degré, que l'angle de rainure ss soit an peu inférieur à un demi-degré, et que l'angle frontal ± ait environ la valeur de deux degrés tandis que l'angle des arêtes latérales # a environ ia valeur de trois degrés. Dans la forme de réalisation on voit que l'extrémité du burin
101 présente un corps 110 en métal dur qui présente les surfaces et angles décrits plus hauts.
Apres 1' usinage avec le burin décrit plus haut, la pièce peut être trempée. Ensuite, peut avoir lieu un nouvel usinage, Comme outil d'usinage 9a, on peut prévoir dans ce cas un burin équipé d'une pointe diamantée 111, et le support du diamant, conformément à la forme de réalisation représentée à la Fig. 15, peut être soudé dans un trou à l'extrémité du burin.
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Pour améliorer la qualité superficielle des surfaces 8, ces dernières peuvent encore être polies, Dans les figures 16 et 17 est représenté un burin de po- lissage 9 avec une surface de polissage 112 à l'extrémité du burin, surface de polissage 112 présentant deux ren- foncements 113 en forme de rainure disposés transversale- ment à la direction de pivotement du burin, destinés à recueillir des pâtes de rectification ou de polissage.
Dans les Figs. 11 et 16 on :nota encore la présence do l'extrémité de serrage 114 des burins,
A l'aide de l'installation 1 suivant l'inven- tion, il est possible d'usiner l'évidement intérieur d'une matrice pour la fabrication d'écrous d'une manière telle- ment exacte que la durée d'utilisation d'une telle matrice est considérablement prolongée par rapport aux matrices connues jusqu'ici. D'une manière particulièrement avanta- geuse, le travail manuel dépendant de l'adresse individuel- le est remplacé par un travail à la machine exactement réglable, de telle sorte que les limites de tolérances de la matrice sont sensiblement réduites.
Il est on outre avantageux que la manoeuvre de la machine soit relativement simple, tandis qu'un usinage de finition manuelle d'une telle matrice ne peut être exécuté avec suffisamment de précision qu'avec des ouvriers très qualifies.Il y a encore lieu de signaler que toutes les caractéristiques et détails de construction représentés au dessin et décrits dans la spécification.peuvent présenter de l'importance pour l'invention, tant isolément que dans les combinaisons les plus diverses;
c'est notamment la combinaison des caractéristiques décrites dans l'exemple de réalisation qui
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qui donne une installation 1 permettant d'atteindre de manière particulièrement excellente les avantages sus- mentionnés,
La Fig. 18 représente schématiquement cornent un poinçon profilé St serré dans le mandrin 6 est usiné par un burin 9 sur ses faces longitudinales.
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PATENT OF INVENTION Installation for fine machining or finishing of surfaces of a recess of matrioe or similar,
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The present invention relates to an installation for the fine machining or finishing of surfaces of a die recess and possibly of a corresponding profiled punch serving for the cold deformation of the recess or the like, with flat surfaces arranged in the direction of the axis of the recess or of the profiled punch and constituting a polygonal prism as well as with a front surface bounding the inner ends of the flat surfaces, arranged transversely to the recess of the matrix , frontal surface forming a faceted bottom,
such dies serving in particular for the manufacture of nuts by means of cold forging presses by ohocs.
It is already known to manufacture such dies serving themselves for the manufacture of nuts by the fact that a hole is drilled and that a profiled punch is driven into the latter. The depression of the profile punch produces a transformation of the round hole into an interior polygon. The disadvantage of this process lies in the fact that the tearing of materials from the interior surfaces during the driving of the profiled punch leads to an imprecise product with low surface quality, having only a reduced duration of use. In addition, another drawback is that the material torn from the interior surfaces is generally pressed into the domed faceted bottom, also reducing the strength of the latter.
Heretofore, better quality dies have been obtained by the fact that the interior surfaces prepared by means of a lathe are carried by manual filing and polishing to the dimensions imposed with the desired smooth surface. For such matrices it is important
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that the profile of the recess is machined exactly symmetrically in the body of the die, which is difficult to achieve by hand. Further, manual labor frequently results in rounded passages between the various interior surfaces and between the interior surfaces and the faceted domed bottom, while sharp edges are desirable.
It is further known to fabricate such interior die surfaces by spark erosion. The drawback lies essentially in the loss of hardness during manufacture, as a result of heating, which results in a modification of the structure; this results in a short period of use of a matriee manufactured in this way. In addition, this die also requires subsequent machining by hand.
The present invention therefore aims to create an installation -permitting the fine machining and finishing of surfaces of a die recess and possibly of a corresponding profiled punch, serving for the cold deformation of the recess, and making superfluous manual finishing machining.
In order for the dies to be able to be used for an extended period of time, the recess of the die must be carried out with the greatest precision; the invention therefore aims to create a machine allowing, because of the precision required for hollowing out dies, exact adjustment of the tool, machining and exact adjustment of the movements of this tool; when finishing machining the interior surfaces of a die it must be possible to remove swarf from the surfaces, without releasing the tool, and the tool must be suitable for this purpose.
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Due to the exact symmetry required of the die recess or the desired symmetry of the position and dimensions of the different surfaces, the machine must have a device allowing the exact alignment of the surfaces to be machined relative to the swept surface. by the tool; on this occasion, it is desirable that the tool can be replaced, for example for grinding, without the alignment of the surface to be machined being changed.
In summary, the problem essentially lies in the fact that the finish machining by hand is replaced by machine machining% and that this machine is designed in such a way that precise operation is possible, which allows to obtain an exact finish machining and therefore dies allowing a prolonged service life.
To achieve this result, the invention provides an installation of the aforementioned nature characterized by the fact that it has a mandrel capable of rotating about the longitudinal axis of the workpiece or of its recess as well as capable of being blocked in planes parallel to the planes to be machined, as well as a tool holder carrying a chisel or similar tool, pivotally mounted on an axis perpendicular to the surface to be machined as well as with an adjustable lateral overhang, holder tool equipped with a feed device acting in the axial direction of the recess. The chisel performing numerous exactly adjustable and defined pivot movements can therefore machine a flat surface which is also exactly aligned, the surface of which the width corresponds to the swivel stroke of the chisel.
Using a movement
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of pivoting for the finishing machining of interior surfaces advantageously also enables the machining of die surfaces limited by a faceted bottom.
To control the pivoting movement of the tool holder, an eccentric or the like can be used. laire. Instead of an eccentric one can also use any means producing a reciprocating movement. It is preferable that the eccentricity is adjustable; this allows the chisel pivot angle to be changed.
The tool holder may be disposed on a longitudinally movable carriage which is fixed to a transversely movable carriage preferably capable of pivoting about a horizontal axis. This improves the possibility of adjusting the tool on the workpiece. A further improvement in this possibility of adjusting the tool on the workpiece is obtained by the fact that the. transverse mobility cart is mounted on at least uno height adjustable column, the height adjustment can be achieved by means of a handwheel or the like acting through gears on at least one threaded pin.
For controlling the movement of the longitudinal carriage, a control fitted with an endless screw can be provided, producing a regular and low automatic advance, which control can be disengaged from its active position. The use of a worm mechanism advantageously ensures a particularly uniform and reduced feed, so that a large number of pivoting movements can be performed during the feed, which results in good machining of the feed. finish of the surface to be machined.
On the longitudinal mobility cart, we can
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provide an adjustable end-of-stroke switch with a coarse thread and a fine thread, which is suitable for stopping the machine and possibly also lighting, when the chisel or a tool similar has traveled in advance, for example to the faceted bottom. Using this limit switch, it is therefore possible to set the desired advance with great precision in advance.
For clamping the part to be machined, and therefore in particular the die which is to undergo finishing machining, a mandrel is preferably provided which is rotatably mounted on a tailstock spindle, which has at its outer end a divider plate. The divider plate allows easy passage from an inner face to the next inner face of the inner polygon, with an exact angle.
It is useful if the locking device for the dividing plate constitutes an adjustment device, the guiding of a snap-on nose capable of being disengaged from the grooves of the dividing plate being able to be pivoted relative to the supporting frame member. this guidance and being able
8be locked onto it, so that the ratchet point and hence the chuck mounted on the same shaft as the dividing plate can be set at a certain angle and a workpiece can be aligned , in the chuck, on the pivot plane of the chisel.
The workpiece is therefore adjustable in this way, so that it is possible to exactly adjust the workpiece relative to the also adjustable tool.
To allow machining with removal of
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chips from interior surfaces delimited by other interior surfaces forming an angle with the surface to be machined, and to prevent the chips from damaging the surfaces, a chisel is provided with the end facing downwards, on the surface to be machined machining, has a lower face extending rearwardly from the front face of the chisel, and also from the surface to be machined, sloping upward forming a relief angle, the underside which is preferably sloping upward on the side edges - rales which delimit it, towards the interior, with a groove angle, so that an open groove is obtained facing the surface to be machined, groove with angular transverse section.
The result is that the lateral ridges, mainly in the anterior region of the chisel, come into action and produce relatively thin chips. It is useful for the lateral faces coming from the lateral edges of the end of the chisel to be set back from the lower face and to slope upward, forming a small profile angle of such aorta that they form with the lower face or with the surface to be machined an internal angle of 90. This angle between the side surfaces and the underside is further reduced by the groove nail, the groove angle reflecting the deviation of a plane back two partial surfaces force the underside.
In this way, side edges in the form of a cutting edge are obtained, which because of the relief angle of the lower face come into activity essentially in their anterior region, so that the point formed between the lower face, the lateral face and the face front of the chisel produces the chips.
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A further improvement in the quality of the surface is obtained by polishing. For polishing the machined surface, a polishing chisel is preferably used with a polishing face substantially corresponding to the shape of the surface to be polished, the end of the chisel, this polishing face preferably having a recess in groove shape arranged transversely to the direction of pivoting of the chisel, to collect grinding or polishing products.
The invention is now described in more detail with reference to the accompanying drawing.
Ka Fig. 1 is a view in longitudinal section of the installation according to the invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a side elevational view of a frame member for supporting a headstock carrying a mandrel and a divider plate.
Fig. 4 is a plan view of a locking device also forming a device for adjusting the divider plate.
Fig. 5 represents, on a larger scale, a pivoting device for the headstock of the spindle and the dividing plate.
Fig. 5a is a cross-sectional view taken along the line Va-Va of FIG. 5.
Fig. 6 is a plan view of the part of the installation showing the tool holder and the parts of the machine which carry this tool holder.
Fig 7 is a cross sectional view taken along line VII-VII of Fig 1.
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Fig. 8 shows on a larger scale the detail E shown in Fig.'6.
Fig 9 is a sectional view along the line IX-IX of Fig 8.
Fig. 10 is a perspective view on a larger scale of the end of a chisel serving as a tool.
Fig. 11 is a view of the underside of the chisel.
Fig. 12 is a partial sectional view of the end of the chisel.
Fig. 13 is a front view of the end of the chisel.
Fig. 14 shows a chisel when machining an interior surface of a die.
Fig. 15 represents 1 end of a chisel equipped with a diamond point.
Fig. 16 is a view of the underside of a polishing chisel.
Fig. 17 is a front view of the polishing chisel according to arrow XVII of FIG. 16.
, An installation 1 for the finishing machining of anrfaces of a die recess has a machine frame 3 composed of two elements joined together by means of screws 2,, On one end of this frame is arranged a tool holder 4 with dea corresponding control members, and on the other end of the machine frame 3 is an upright 5, which carries, among other things, a clamping chuck 6 for a workpiece 7. Note that the workpiece consists essentially of a die intended in particular for the manufacture of quotation nuts by means of forging pressas
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cold shock, the polygonal inner surfaces of which 8 must be machined by means of installation 1.
In addition, it is advantageously possible, using the installation 1, to machine a profiled punch adapted to the shape of the die and serving for the cold shaping of the die recess, in such a manner. so that there is a good match between the profile punch and the die. The profiled punch serves to form the internal recess of the die by cold working to a degree such that this internal recess can then be ground with the installation 1, The advantage of this process lies first in the work hardening caused by the profiled punch and furthermore in the fact that the profiled punch can be manufactured on the same machine and on the same installation 1, which makes it possible to achieve a good cross-section matching.
According to the invention, the installation 1 has a clamping chuck 6 rotating around the longitudinal axis of the workpiece 7 or its recess 7a as well as lockable in the positions corresponding to the flat surfaces 8, as well as a tool holder 4 carrying a chisel 9 or a similar tool, tool holder which is mounted to pivot on an axis 10 perpendicular to the flat surface 8 to be machined, with an adjustable width spacing, and which is equipped with a device for advance acting in the direction of the recess 7a. In Fig. 1, axis 10 is represented by a dashed line. It is perpendicular to a surface 8 to be machined of the workpiece 7.
The tool holder 4 has two arms 11, of which
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the ends have the form of a journal 12 arranged in two ball bearings 13. These 4-ball bearings 13 are located in a cylinder head 14 or in a carriage 15 with longitudinal mobility, to which the cylinder head is connected. The tool holder 4 can therefore perform a pivoting movement or above the longitudinal mobility carriage 15, and the axis 10 shown in phantom lines comes out of the center of rotation at this pivoting.
The pivot drive of the tool holder 4 takes place, in the embodiment shown, using an eccentric; however, the pivoting movement can also be achieved, for example, by means of drive *
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naments cranks, In the embodiment reprd. felt, the tool holder 4 has a control rod 16 which is hollow, in order to reduce its inertia. The control rod 16 is connected via a longitudinal bearing, the? and from a rotary bearing 18 to a slide 19 and a drive disc 20. The slide 19 is mounted eccentrically and rotatably in the drive disc 20, which results in the aforementioned eccentric.
It can be seen in particular in FIG. 6 that the articulation point A of the longitudinal bearing 17 on the slide 19 is also eccentric, so that by rotating the slide 19 inside the drive disc 20 it is possible to modify the eccentricity of the point of articulation of the tool holder 4 or of its control rod 16 with respect to the
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mounting.rotatif 18 of the dlsqu'3-drive. Grncc at the eccentricity of the articulation point A with respect to the rotating assembly 18 of the drive disc, the pivot angle of the tool holder 4 is fixed. For the adjustment of the slide 19
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there is provided a threaded pin 21 shown in broken lines in FIG. 6.
In addition, there is also shown a clamping screw 22 which makes it possible to block the slide 19 in a determined position with respect to the drive disc 20,
The longitudinal movable carriage 15 for the tool holder 4 is on a transversely movable carriage 23 which by means of a guide 24 is movable on a fixed support 25 transversely to the axis of the workpiece. The support 25 can be rotated about a horizontal axis 26. By means of this pivoting movement it is possible to adjust an inclination of the surface to be machined 8 pure with respect to the longitudinal axis of the workpiece. 7.
This is desirable in the case of dies, to facilitate the ejection of a part made with the dies, for example the ejection of a nut; The very low inclination required for this purpose of the tool holder 4 is obtained by means of a fine adjustment screw not shown in detail,
For guiding this pivoting movement, a guide slide 27 is provided in which a fixed pin 28 enters.
The longitudinal mobility carriage 1?, The transverse mobility carriage 23, which can pivot about a horizontal axis as well as the possibility of regulating the pivoting angle of the chisel 9 using an eccentric make it possible to obtain a precise alignment of the chisel 9 on the surface 8 to be machined,
A further ease of alignment is achieved by the fact that the transverse carriage 23 is mounted on two height-adjustable support 29 and that the height adjustment takes place by means of a manual handwheel 32.
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acting via the gears 30 on two threaded spindles 31.
In Fig. 7, it can be seen that the handwheel 32 drives a central driving wheel 30a with which the gears 30 acting on the threaded pins 31 engage. It is noted in fig. 1 that the gears 30 are arranged in a cantilevered part 3a of the frame on the underside of which the handwheel 32 is easily accessible. Via a thread 33 and a clamping disc 34, the handwheel 32, in accordance with the embodiment of FIG. 1, can be coupled to a measuring disc 35 which is not shown in FIG. 7.
When the handwheel 32 is turned, the threaded pins 31 having a left-hand thread or a right-hand thread rotate equally and lift the support columns 29. For locking the support columns 29, sleeves 36 are also provided. having an inner cone 37. When the sleeve 36 is screwed downwards, the inner cone 37 is placed on a corresponding outer cone 38 of bushes 39 guiding the support columns 29, so that the columns bracket 29 are tight (see Fig. 7). The sockets 39 are supported on a support plate 40 and countered in recesses 41 of the support plate 40.
Next to the support plate 40 is also fixed the shaft 42 of the flywheel 32, by the fact that a removable head 44, fixed by a screw 43 comes to rest on the support plate 40,
In Fig. 7, the support 25 can also be detected with the horizontal axis 26 which allows pivoting of the support 25 relative to an extension 29a of the support column 29. In addition, the stop tenons 28 formed by screws can be recognized.
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It is also noted in FIG. 1 that the drive disc 20 is in communication with a drive motor 46 via a flexible shaft 45. The drive motor 46 is arranged such that the flexible shaft 45, even in the case of the maximum distance of the longitudinal carriage 15 or of the transverse carriage 23 of the motor 46, is stressed as little as possible in bending. The speed of rotation of the engine is adjustable within wide limits, for example between 100 and 4000 revolutions per minute.
According to another characteristic of the invention, the tool holder 4 is designed in such a way that the outlet of the chisel 9 from the support 47 is set back by the distance a with respect to the pivot line 10 of the workpiece. Particularly in the case of chisels of short length, this withdrawal 9 is advantageous, given that otherwise, during the pivoting, there is the risk that the tool holder 4 meets the workpiece 8 or its support.
To determine the pivot radius from the counter of rotation of the tool holder to the tip of the chisel, a measuring stop 48 has been provided on the tool holder 4. This stop can be located for example in the alignment of the pivot axis 10, or, as in the illustrated embodiment, can also be arranged at an exactly known distance from this alignment line, towards the rear.
In Figs, 6 and 7 it is noted that the transverse carriage 23 can be moved using a threaded spindle 23a and a manual handwheel 23b. To this manual handwheel 23b can also be connected an adjustment disc provided with a
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vernier, disc which in the figures is not shown in detail, for greater clarity.
For the stroke of the longitudinal movable carriage 15 which also produces the feed of the tool, a separate drive motor 49 is provided. This motor is connected by a reduction gear 50 to a worm 51 which in the drive position, according to Fig. 6, engages with a rack 52 fixed to the carriage 15. Thanks to this arrangement, a regular and low automatic advance of the longitudinal carriage 15 is obtained, so that a a large number of pivoting movements of the burinn9 can be performed during the course. of this advance; this promotes the precision of the machining of the surface 8. The advance mechanism composed of the motor 49, the reduction mechanism 50 and the worm 51 can be disengaged from its active position using the handle 53 .
This possibility of engagement and disengagement using the handle 53 is represented by the double arrow Pfl in FIG. 6. Preferably, the feed drive is scaled down to such a degree and harmonized with the movement of the chisel that a min of feed corresponds to about 350 back and forth strokes of the chisel.
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In Figs. 1 and 6 we note, at the end of the carriage 15, a compression spring $ 4 which during the travel of the carriage 15 is crowded in the direction of the part 7. The advance of the longitudinal carriage therefore takes place against be the return force of this spring 54 which after disengaging the advance drive is provided for the return of the carriage 15. It is noted that the pressure spring
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is applied on the one hand against the transverse carriage 23 and on the other hand against a stop 55 on the longitudinal carriage 15.
To slow the return stroke of the longitudinal carriage 15, an adjustable hydraulic brake 57 is provided, provided with a valve 56; thus the movement of the chisel, during the return stroke, can be used for polishing the machined surface during the feed.
We see in Figs. 8 and 9 that the hydraulic brake 57 is composed of a piston 58 and a cylinder 59, the cylinder 59 being able to be made integral with the transverse carriage 23 and the piston 58 being able to be connected, using a or two connecting rods 60, with the longitudinal carriage 15. However, and inversely, the cylinder can be connected to the longitudinal carriage and the piston to the transverse carriage. During the travel of the longitudinal carriage 15 relative to the transverse carriage 23, in particular in the direction of the arrow Pf2, which reflects the return oourse of the longitudinal carriage 15, a fluid located in the cylinder 59 is pumped through the valve.
56 and a pipe 61 from one piston face to the other.
The resistance against this circulation and therefore the braking action can be regulated by a more or less strong closing of the valve 56. By the cooperation of the spring 14 and the hydraulic brake 57, a stroke of return of a chosen slowness at will, during which the chisel can continue to execute its pivoting movement, so that the chisel can once again sweep the surface 8 which has been machined with chip removal during the feed and thereby exert a polishing action.
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It is possible to fill the recess 107 of the chisel 9 with polishing paste,
In Fig. 6 can be recognized on the long carriage. tudinal 15 or the transverse carriage 23 a stop 64 which can be slid by means of a control wheel 62 relative to the longitudinal carriage 15 and adjustable with precision by means of the fine adjustment net 63, which stop cooperates with a control switch limit switch 65. This limit switch 65 is provided for stopping the installation 1 and possibly also lighting) when the chisel 9 has reached the required feed rate, for example up to a convex bottom faceted 66 which delimits the recess 7a.
It is thus possible to limit the advance beforehand thanks to a precise adjustment of the stop 64e so that the surface 8 is machined with precision up to its border with the faceted bottom 66 and no further.
It should also be noted that the yoke 14 provided for mounting the arms 11 of the tool holder 4 has an attachment point 67 for a rectifying or milling device. Such a grinding or milling device makes it possible, for example, to machine the front face of the profiled punch, which during the cold deformation of the die forms the faceted bottom 66,
The chuck 6 of the plant is rotatably mounted on a tailstock spindle 68. At its outer end, the tailstock spindle 68 carries a removable divider 69.
The doll pin 68 is mounted in a doll 70 which is partially surrounded, on the underside, by a support 71 in the form of a groove. The doll 70 with the support 71 is pivotally mounted on a
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horizontal shaft 72 and can rotate around a vertical shaft 73, and can also be locked in its position. It can be seen that the bearing of the shaft 73 and of the support 71 is fixed by means of screws 74 in a removable manner on the frame 5, PQur the locking of preferred pivoting positions of the doll 70, we have provided on the guide 75 of the latching points with notches 76 and a latching element 78 able to penetrate into the notches 76 and subjected to the action of a spring 77.
Thanks to this possibility of locking in the preferred pivoting positions, it is possible to obtain particularly quickly one of these pivoting positions (see Figs. 5 and 5a).
, In Figs. 1 and 2 it is noted that the frame element 5 having the mandrel 6 and the divider plate 69 can, relative to the frame element 3, be slid by means of a pinion 80 meshing with a rack 79 fixed to the 'frame element, the pinion 80 being, as shown in FIG. 2, controlled by a manual wheel 81. By means of this wheel 81, the frame element 5 can be locked in its guide 82. FIG. 3 shows that the guide has an adjustable stop 83 for the exact reestablishment of an original position before a longitudinal sliding of the frame element 5. The stop 83 is adjusted by means of a threaded spindle 84.
The possibility of longitudinal sliding of the frame element 5 has the advantage that, when the frame element is moved, the chisel 9 and the tool holder 4 are easily accessible from their front side, without the exactly adjusted workpiece 9
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must leave its adjustment position, since ollo can be easily returned to its original position.
The locking of the tailstock 70 in a pivoted position with respect to the shaft 73 is effected by clamping the T-shaped clamping pieces mounted in an annular groove 85 with screws, so that the support 71 and bearing 86 are pressed against each other,
In Figs.
1 and 4 in particular, we note the presence of a locking device 87 for the divider plate 69, a device which in accordance with another characteristic of the invention also serves as an adjustment device, the guide 88 of a nose. ratchet 90 capable of being moved away from the rninures 89 capable of being pivoted with respect to the longitudinal axis of the tailstock 70 and capable of being blocked, so that the ratchet point and therefore the minndrin 6 mounted on the same shaft 68 as the divider plate 69 can be set at a certain angle and the workpiece 7 can, in the chuck 6, be aligned with the pivot plane of the chisel.
The pivoting of the guide 88 takes place around the center of rotation 91, and the locking takes place using screws 93 penetrating into the oblong holes 92 by rnpport to the headstock 70. The engagement and the release of the nose uncliquc - stage 90 take place with the aid of the handle 94, the pivoting movement of which is transformed by a connecting rod 95 by means of cams 96 into a back and forth movement of the latching nose 90. It It should be noted that the engagement of the latching nose 90 in a groove 89 can be achieved by a pressure spring not shown
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in detail, the action of which opposes that of the handle 94 during release.
The handle 94 can be locked in a known manner not shown in detail in these two end positions.
In order that the aforementioned profiled punch can be machined in the mandrel 6 on its front face forming the faceted face of the die, provision is made to fix on the tailstock spindle 68 a drive disc 97 driven by a motor 98 located in the element. longitudinally movable frame 5 by means of a belt or other transmission element. When the ratchet nose 90 is not engaged, the left part of the installation 1 (Fig. 1) can therefore operate using the motor 98 just like a lathe or a grinder.
The installation 1 according to the invention can operate as follows
To start the workpiece 7, for example a die shown in detail in FIG. 14 for the manufacture of screw nuts, is prefabricated on known machines to such an extent that the inner polygon 100 has dimensions which are only a few tenths of a millimeter smaller than the nominal dimensions. Then the part 7 is clamped in the chuck 6 and a chisel 9 is fixed in the tool holder 4. The radius going from the front end 101 of the chisel 9 to the pivot axis 10 of the tool holder 4 can be adapted to the radius of curvature 102 of the end face of the surfaces 8 to be machined (Fig. 1 and Fig. 14).
The measuring stop 48 on the tool holder 4 facilitates the adjustment of this radius.
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The cantilever of the pivoting movement of the end 101 of the chisel, which corresponds to the width of the surface 8 to be machined, can be adjusted by setting the appropriate eccentricity with the slider 19. Then the surface 8 with the chisel 9., and the advance of the longitudinal carriage 15 is then carried out by running the motor 49. The limit switch 65 stops this motor 49 when the carriage 15, with its adjustable stop 64, actuates this switch 65. During this operation, a few hundredths to a few tenths of a millimeter are removed from the surface 8 of the part 7.
This operation therefore replaces the manual machining operation. It also has the advantage of an exactly symmetrical application on the surfaces 8 to be machined. In addition, the inner end of the surfaces 8 to be machined, shown in FIG. 14 via line 102, can be reached exactly with chisel 9.
Thanks to the presence of the divider plate 69, it suffices to adjust only one of the surfaces to be machined 8 with precision on the pivoting plane of the chisel, since the other interior surfaces must take an exact angular position relative to the chisel. adjusted surface and come to occupy the desired position simply as a result of the rotation of the divider plate 69 and hence of the mandrel 6. After the preliminary machining of a surface 8, the mandrel 6 and the divider plate 69 are rotated by. an angle corresponding to the interior contour, and the described operation can be repeated until the entire interior contour is completed.
So that plant 1 can also
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used to manufacture copies of the profiled punch) there is provided, as already mentioned above, a grinding or milling device of traditional construction, which can for example be fixed to the longitudinal carriage and not represented. In this case, and it can also be used for copies of part 7, the tailstock 70 and the vertical axis 73 can be rotated by the angle which the copy should present.
It is advantageous that a punch can be manufactured with the mandrel 6 and with the same divider plate 69 as the die, which guarantees a particularly good adaptation of this profiled punch in the recess 7a of the part 7,
For the proper functioning of the installation 1, it is important to pay particular attention to the shape of the chisel 9, in particular of its end 101 intended for the removal of chips.
According to another characteristic of the invention, this end 101 of the chisel 9 directed from the plane of pivoting downwards, on the surface 8 to be machined, has a lower face 104 which slopes upward, receding towards the bottom. rear of the front face 103 of the chisels, and away from the machined surface 81, forming a relief angle #, this lower face 104 sloping upward from the side ridges 105, with an interior groove angle A of such so that an open groove is obtained in the direction of the surface to be machined 8, with an angular cross section.
Substantially in the center of the lower face 104 formed by two partial surfaces 106 forming an angle, one can detect in particular in FIGS. 10, 11 and 13 a recess 107 in the form of a groove arranged according to
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the longitudinal direction of the chisel, a recess which internally limits the two partial surfaces 106 and which separates them from one another. The angle of the groove corresponds to the spacing of the two partial surfaces 106 of a plane. The recess 107 can advantageously retain, for example, small chips or other impurities, so that the surface to be machined will not be scratched or ridged.
Further, the recess 107 allows the attack of an oil shank or the like for subsequent machining of each partial surface 106, without the other partial surface being touched or damaged by the oil shank. .
It can be seen in Figures 10 and 11 that the side ar8tes 105 of the lower face 104 form between them a small angle # opening towards the front face 103 of the chisel. In addition, the lateral surfaces 108 of the end 101 of the chisel, coming from the lateral ridges 105, starting from the lower face 104, form a small profile angle #, so that they form with the lower face or with the lower face. the surface to be machined at an angle of less than 90.
This improves the cutting action of the side edges 105, In addition, the clearance angle, the angle of the side edges # and the profile angle #, as well as the groove angle ss at the end. front of! lateral ridges 105 will lead to the formation of a point 109 which advantageously allows, with the slow advance, the removal of fine chips.
The front face 103 of the chisel protrudes obliquely from the underside 104 with a small frontal angle t The protruding front face 103
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prevents, during its contact with the domed facetta bottom 66 at the inner end of the surfaces 8 to be machined, the formation of a pressure component acting on the surface to be machined,
It should be noted that thanks to the tip 109 with chip removal and the possibility of exact adjustment of the limit switch 65 ot of the pivoting radius of the chisel, as well as thanks to the cantilever of This pivoting movement, the surfaces 8 can be machined by the chisel 9 with chip removal, without the surfaces 8 having a clearance for the end of stroke of the tool. It has been found that the edges between the different surfaces 8 as well as between the surfaces 8 and the faceted bottom are precise and quite sharp.
It is useful if the draft angle (and the profile angle # are about half a degree, the groove angle ss is a little less than half a degree, and the angle frontal ± is about the value of two degrees while the angle of the side edges # is about the value of three degrees. In the embodiment it is seen that the end of the chisel
101 has a hard metal body 110 which has the surfaces and angles described above.
After machining with the chisel described above, the workpiece can be quenched. Then, a new machining can take place. As the machining tool 9a, there can be provided in this case a chisel equipped with a diamond tip 111, and the diamond support, in accordance with the embodiment shown in FIG. 15, can be welded into a hole at the end of the chisel.
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To improve the surface quality of the surfaces 8, the latter can be further polished. In Figures 16 and 17 is shown a polishing chisel 9 with a polishing surface 112 at the end of the chisel, polishing surface 112 having two groove-shaped recesses 113 arranged transversely to the direction of pivoting of the chisel, intended to collect grinding or polishing pastes.
In Figs. 11 and 16 we: noted again the presence of the clamping end 114 of the chisels,
With the aid of the plant 1 according to the invention, it is possible to machine the internal recess of a die for the production of nuts in such an exact manner that the service life of such a matrix is considerably prolonged compared to the matrices known hitherto. Particularly advantageously, manual work depending on individual skill is replaced by exactly adjustable machine work, so that the tolerance limits of the die are substantially reduced.
It is further advantageous that the operation of the machine is relatively simple, while manual finishing machining of such a die can only be carried out with sufficient precision with highly skilled workers. point out that all the features and construction details shown in the drawing and described in the specification may be of importance to the invention, both individually and in the most diverse combinations;
it is in particular the combination of the characteristics described in the exemplary embodiment which
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which gives an installation 1 making it possible to achieve the above-mentioned advantages in a particularly excellent manner,
Fig. 18 shows schematically the horn of a profiled punch St clamped in the mandrel 6 is machined by a chisel 9 on its longitudinal faces.