Outillage pour frapper à la presse des pièces présentant un trou axial et un profil déterminé. Quand on veut frapper à la presse des pièces présentant un trou axial et un profil déterminé, on utilise un flan ou une pièce annulaire d'épaisseur appropriée que l'on introduit dans une matrice de forme corres pondant au profil extérieur de la pièce à obtenir et l'on refoule le métal dans 'la ma trice au moyen d'un poinçon d'une forme cor respondant au profil intérieur de ladite pièce.
Le poinçon, vers la fin de sa course, au moment du coup de presse, vient obturer complètement l'ouverture inférieure du trou axial de la pièce annulaire et sort générale ment d'une certaine longueur hors de la pièce. La matière refoulée par le poinçon tend à filer le long des parois dudit poinçon et à s'écouler par l'orifice inférieur de la matrice et l'ouverture du trou qui ne se trouve obtu rée qu'à la fin du coup de presse, ce qui occa sionne une perte de matière et produit des bavures qui nécessitent une rectification.
La présente invention a pour objet un outillage pouvant être monté sur une presse d'un genre quelconque et évitant les incon- vénients ci-dessus mentionnés.
Cet outillage est caractérisé en ce que le poinçon, à sa descente, vient s'ajuster par son extrémité inférieure sur l'extrémité supé rieure d'un mandrin disposé dans l'axe de la pièce annulaire à frapper et qui prolonge ledit poinçon en passant sans aucun jeu par le trou de ladite pièce annulaire, ledit man drin étant supporté par un dispositif élasti que qui lui permet d'être poussé vers le bas à la descente du poinçon.
L'extrémité inférieure du trou axial est ainsi obturée dès le. début et l'on n'a plus à craindre une fuite de métal par ladite extré mité, en tous cas, cette fuite se trouve réduite à un minimum - négligeable qui peut être rendu aussi petit que possible. En outre, l'ajustement du: poinçon sur l'extrémité supé rieure du mandrin, qui peut être d'ailleurs assuré par des moyens particuliers, empêche, au moins à la fin de la course, ledit poin çon de se gauchir ou de dévier, ce qui évite des frappes défectueuses et une détérioration de cet organe.
On conçoit que cet outillage, en même temps qu'il évite une perte de matière, per met, quelle que soit la force du coup de presse, d'obtenir un matriçage parfait et aussi d'évi ter une usure rapide du poinçon.
Cet outillage s'applique à tous genres d < : presses et à la fabrication de toutes pièces présentant un trou axial et un profil déter miné, quelle que soit la forme de ces pièce, et permet de les obtenir très propres, sans ba vures, même avec un seul coup de presse et quelle que soit également la nature du métal. Il convient ainsi particulièrement à, la fabri cation en grande série de pièces d'un profil complexe.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'in vention sont représentées.
La fi-. 1 est- une coupe verticale axiale de l'outillage suivant une première forme d'exécution et dans laquelle le poinçon est représenté dans sa position supérieure avant d'être venu s'ajuster par son extrémité sur le mandrin.
La fig. 2 est une coupe verticale axiale. analogue à la précédente mais dans laquelle les pièces sont représentées à la fin du coup dé presse.
Les fig. 3 et 4 représentent suivant des coupes verticales axiales analogues respecti vement aux fig. 1 et \? un outillage selon une deuxième forme d'exécution.
Dans les exemples du dessin, on a supposé que l'on désirait obtenir par matriçage une pièce de forme spéciale assez complexe, telle que celle servant de pièce extérieure dans certains écrous de sûreté et dont le profil intérieur comporte une portée conique suivie d'une paroi par exemple hexagonale, ladite pièce présentant elle-même à la partie supé rieure une collerette et à la partie inférieure une embase sur sa paroi extérieure.
On a supposé également que pour obtenir cette pièce, on partait d'une pièce annulaire cylindrique qui peut consister en un bout de tube coupé à la longueur voulue et présentant les dimensions requises pour l'obtention de la. pièce matricée à fabriquer. Cette pièce annulaire visible en 1 à. la fi-. 1 peut éven tuellement avoir été fraisée, à son ouverture supérieure, de manière à présenter un biseau intérieur, comme on le voit nettement sur la figure, ce qui facilite l'opération de frapp?. Mais ceci n'est pas obligatoire.
L'outillage qui est monté sur la presse pour frapper la. pièce annulaire 1 comporte. à la manière connue, une matrice 2 de profil intérieur convenable (fig. 1), dans laquelle on place ladite pièce annulaire, et qui est maintenue dans un bloc. d'outillage 3 où elle s'appuie contre un porte-enclume 3', le tout supporté par un bâti 8 monté sur la presse. Egalement à la manière connue, il comporte un poinçon 4 fixé à l'extrémité d'une tige 5 mobile dans un guidage 6 fixé sur le bloc d'outillage 3.
Ce poinçon 4 présente en section vertical la. forme nécessaire pour donner à la pièce le profil intérieur désiré; cette forme du poinçon et celle de la pièce finie ressortent nettement du dessin (fig. 2) sans qu'il soit utile d'insister, puisque la. forme de ce profil n'a aucune importance au point de vue de l'invention.
Dans l'axe du poinçon est disposé un mandrin cylindrique 7, formant contre- poinçon d'un diamètre correspondant au dia mètre de la face de bout du poinçon qui est égal à, celui de l'extrémité inférieure du trou axial de la pièce annulaire, ledit mandrin remplissant exactement cette ouverture sans aucun jeu.
A l'exemple des fig. 1 et 2, le mandrin n'émerge à l'intérieur de la matrice que d'une faible longueur par l'extrémité inférieure du trou axial de la pièce annulaire 1, tandis que vers le bas il se prolonge au delà du bloc d'outillage 3 dans le bâti 8 de cet outillage oii son extrémité inférieure 9 se déplace dans une pièce de guidage 10, un ressort à boudin 11, qui prend appui sur un épaulement du guidage 10 et sur un collet 12 du mandrin, tendant constamment à repousser vers le haut ce mandrin dans sa position supérieure où son collet s'applique contre la face infé rieure du porte-enclume 3'.
Ce collet limite la montée du mandrin de telle manière que ce dernier fasse saillie seulement d'une faible quantité dans la pièce annulaire, comme- on l'a dit ci-dessus et comme cela se voit nette ment (fig. 1). Le poinçon lui-même; lors qu'il est en haut de sa course dans sa position de départ, ne se trouve pas en contact avec l'extrémité supérieure du mandrin, un vide assez grand subsistant entre cette extrémité et celle du poinçon, comme on le voit à la fig. 1.
Le fonctionnement de l'outillage est le suivant: Quand on a placé la pièce annulaire 1 dans la matrice (fig. 1); le poinçon étant en haut de sa course et le mandrin arrêté par le contact de son collet avec le porte-enclume, la machine se trouve prête à fonctionner. On donne le coup de presse avec la puissance nécessaire suivant la nature et la résistance du métal à frapper pour obtenir la pièce dé sirée par exemple en une seule passe.
Le poinçon refoule le métal dans la cavité inté rieure de la matrice et, un peu avant la fiu de sa course descendante, vient s'ajuster par son extrémité inférieure sur l'extrémité supé rieure du mandrin qu'il repousse vers le bas, en comprimant le ressort à boudin 11, jusqu'à. ce qu'il émerge du trou axial où il se substi tue au mandrin (fig. 2). La pièce annulaire frappée a pris la forme montrée fig. 2.
La pièce ainsi obtenue est alors évacuée, le ressort 11 fait remonter le mandrin et l'on peut introduire une nouvelle pièce annulaire dans la matrice.
Comme on s'en rend compte, l'extrémité inférieure du trou axial étant obturée dès le début de la descente du poinçon et le restant jusqu'à la fin de la frappe, aucune portion de matière ne peut s'écouler par ledit trou, ce qui évite les inconvénients signalés plus haut pour les dispositifs existants. Dans le cas tout à fait particulier choisi pour le dessin et dans lequel la partie super rieure du poinçon est d'un diamètre exté rieur légèrement plus petit que le diamètre intérieur de la matrice 2,
une petite quantité de métal file vers le haut dans l'étroit inter valle ainsi laissé libre pour forer la colle rette de la pièce matricée. Cette fuite de matière voulue ne représente pas un inconvé nient, tout au contraire une nécessité puis qu'elle sert à former un élément de la pièce fine et qu'elle ne se produirait pas si le poinçon remplissait complètement la région correspondante de la, matrice. Cette particu larité ne s'applique d'ailleurs qu'au cas parti culier de la pièce complexe choisie pour la description et n'intervient nullement pour l'invention.
On doit enfin attirer l'attention sur le fait que le poinçon venant s'appuyer à fin de course sur la pièce bien centrée et guidée que représente le mandrin, se trouve empêché dans une large mesure de se gauchir ou de dévier ce qui l'empêche d'être soumis à des efforts de cisaillement ou de laminage dans l'extrémité inférieure du trou axial.
On évite ainsi, comme cela se produit souvent dans les dispositifs connus non seulement une détério ration ou même une rupture du poinçon sur tout si les coups de presse sont violents, mais aussi des défectuosités dans la conformation des pièces.
D'ailleurs, pour augmenter cet effet de guidage du poinçon, on peut employer un dis positif de téton et d'encoche, solidarisant de manière complète le poinçon et le mandrin, comme celui décrit plus loin en regard des fig. 3 et 4 se rapportant à la seconde forme d'exécution. Un certain jeu peut avantageu sement être laissé dans le fonctionnement de ce système à téton et encoche pour faciliter l'engagement de ces deux éléments.
L'outillage qui fait l'objet de ce deuxième s exemple, comporte les mêmes éléments que le précédent et fonctionne dans son ensemble de la même manière. Les pièces ont d'ailleurs été indiquées dans les fig. 3 et 4 par les mêmes chiffres de référence que les pièces correspondantes des fig. 1 et 2.
Les diffé rences essentielles de cette forme d'exécution avec la première consistent dans les points suivants D'une part, le poinçon 4 est plus court et sa longueur est telle que, arrivé à fin de course, c'est-à-dire dans la position de la, fig. 4 où la pièce est frappée, sa face infé rieure s'arrête au niveau du trou axial de la pièce frappée et ne fasse pas saillie hors de la pièce matricée comme le montre clairement cette figure. D'autre part, le mandrin est plus long et au repos monte plus haut à l'in térieur de la matrice, de telle sorte que le contact avec le poinçon se produit beaucoup plus tôt, en fait peu après le commencement. de la course.
Enfin, la solidarisation du poinçon et du mandrin est assurée et main tenue de manière certaine par un téton 13 que comporte l'extrémité inférieure du poin çon et une encoche 14 ménagée dans l'extré mité supérieure du mandrin et dans laquelle s'engage ledit téton 13 en faisant descendre lentement le poinçon avant le coup de presse.
Avec cette disposition, le mandrin se substitue entièrement dans le trou axial au poinçon qui ne la dépasse pas et le frotte ment ainsi que tous les efforts transversaux qui peuvent prendre naissance sont reportés sur ce mandrin qui représente une pièce beau coup moins coûteuse que le poinçon. En outre, le poinçon et le mandrin étant en fait solidarisés dès le début de la course, le poinçon se trouve guidé pendant toute cette course.
Naturellement, au lieu d'un bout de tube comme pièce d'origine, on peut prendre toute pièce annulaire de forme quelconque appropriée. .
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites ci-dessus et l'on peut en modifier les détails.