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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.