<B>Appareil pour soumettre une pièce à une série d'opérations de façonnage</B> La présente invention a pour objet un appareil pour soumettre une pièce à une série d'opérations de façonnage, notamment pour obtenir une pièce métal lique présentant une tige et une tête ayant une dimen sion de section transversale relativement grande par rapport à la tige ou par rapport au moins à une partie de la tige.
Dans la fabrication de pièces du type décrit, dans lesquelles la tête a une dimension considérablement plus grande que la tige ou une autre partie de la tige, il est difficile de former de telles pièces dans une ma chine à façonner les têtes à partir d'une matière en forme de tige ou de fil ayant la même dimension que la tige, de sorte qu'il est nécessaire de diminuer la dimension de section transversale de la tige ainsi que de façonner la tête de la pièce. On peut obtenir cette diminution par une opération d'extrusion de façon que la pièce qui est découpée à partir d'une certaine longueur de tige ou de fil est d'abord extrudée pour diminuer la dimension de section transversale d'une partie de ce dernier et est ensuite munie d'une tête.
Si on le désire, la totalité de la partie de la pièce qui doit former la tige peut être diminuée quant à sa section transversale, en laissant une partie d'extrémité plus grande pour former la tête.
Le façonnage des têtes peut être réalisé en une ou plusieurs opérations.
Dans les machines connues de façonnage des têtes, la pièce est découpée à partir d'une certaine longueur de matière et portée par un couteau ou un élément de coupe à un poste d'éjection où la pièce est éjectée du couteau dans des doigts de transfert par lesquels elle est transférée à une matrice en vue de la ou des opérations de façonnage de la tête. Dans des opérations antérieures, dans lesquelles on a effec tué une extrusion, la diminution de section transver sale de la pièce a été relativement faible.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un bâti, un porte- matrices comprenant une première et une seconde matrice de façonnage, des organes de poinçonnage associés à chaque matrice et susceptibles d'un mouve ment alternatif, des moyens pour actionner les or ganes de poinçonnage de la première matrice indé pendamment des organes de poinçonnage de la se conde matrice et à des périodes différentes,
des moyens d'amenée de la pièce à la première matrice et un mécanisme de transfert synchronisé avec les moyens d'amenée et les organes de poinçonnage et agencé pour transférer la pièce de la première à la seconde matrice.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe partielle longitudinale suivant la ligne 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue de face, à plus grande échelle, d'un mécanisme représenté à la fig. 1.
La fig. 7 est une vue de l'arrière correspondant à la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe verticale, à plus grande échelle, suivant la ligne 8-8 de la fig. 6.
La fig. 9 est une coupe, à plus grande échelle, d'organes représentés à la fig. 2.
La fig. 10 est une vue latérale correspondant à la fig. 8. La fig. 11 est une vue de face correspondant à la fig. 10.
La forme d'exécution de l'appareil représentée comprenant un bâti 10 comportant une partie ver ticale Il sur laquelle est disposé un porte-matrices 11a à son extrémité antérieure et une partie ver ticale 12 au voisinage de- l'extrémité postérieure du bâti. Dans les éléments 11 et 12 sont supportées de façon coulissante deux tiges 13 auxquelles est fixé un volet 14 (fig. 2 et 3). Ce volet supporte deux poinçons de façonnage de tête 15 et 16, qui sont montés en vue d'un mouvement coulissant transver salement au sens de déplacement du volet, ainsi qu'on l'expliquera ci-après.
A l'extrémité postérieure du volet se trouve une tige à pivot 17 à laquelle est reliée à pivot une dou ble bielle présentant des bras 18 et 19 faisant saillie vers l'arrière (fig. 1 et 2) et tourillonnés sur des par ties 20 de manivelle espacées solidaires, d'un arbre 21 s'étendant transversalement et commandé par une poulie 22 (fig. 1). Il est évident que grâce à cette construction, lorsque l'arbre 21 tourne, le volet est animé de mouvement de va-et-vient, comme c'est habituellement le cas pour des machines à façonner des têtes actuellement en service.
Comme représenté, le façonnage des têtes peut être réalisé en deux stades ainsi qu'il est habituel de le faire dans la machine à façonner des têtes bien connue à deux coups et par conséquent les deux poinçons 15 et 16 de façonnage de tête coopèrent avec une seule matrice qu'on décrit ci-après. Par conséquent, on doit prévoir un moyen pour déplacer les poinçons de façonnage de têtes montés sur le volet transversalement au sens de déplacement du volet. A cet effet, les poinçons sont montés sur un porte-poinçons 24 monté pour coulisser sur le volet et fixé à des tiges transversales 25 (fig. 2 et 3) par une console 26.
Comme représenté sur la fig. 2, cette console présente des oreilles espacées 27 qui portent un goujon 28, et un coulisseau 29 est monté sur ce goujon.
Le coulisseau 29 est destiné à être animé d'un mouvement de va-et-vient longitudinalement au bâti dans un guide 30 prévu à l'extrémité supérieure d'un organe oscillant 31 articulé en 32 au bâti (fig. 2 et 3). Une bielle 33 pivote en 34 sur cet organe oscil lant par une extrémité et l'autre extrémité de la bielle est articulée sur un levier vertical 35 présentant des bras 36 et 37 portant des galets de came 38 et 39 destinés à coopérer avec des cames 40 et 41 fixées à un arbre auxiliaire latéral 42, cames qui servent à animer d'un mouvement de va-et-vient la bielle 33 et par conséquent à déplacer les poinçons 15 et 16.
Attendu que ce mécanisme de déplacement des poin çons est connu, une description plus détaillée de ce dernier n'est pas nécessaire, mais on peut mentionner que l'arbre 42 est également commandé par l'arbre principal 21 de façon que les cames 40 et 41 soient actionnées en synchronisme avec les mouvements de va-et-vient du volet. Sur le porte-matrices 11 sont montées une ma trice 45 de façonnage de tête (fig. 2, 4 et 6), une matrice 46 d'extrusion et une matrice de découpage 47.
La matière en forme de fil métallique ou de tige indiquée en 48 sur la fig. 1 est admise à travers la matrice de découpage 47 par tout mécanisme d'avance bien connu contre une butée d'avance 49 de la façon habituelle (fig. 4). Une certaine longueur de matière fait saillie à partir de la matrice et est découpée par des couteaux associés 50 et 51 qui sont portés par les coulisseaux 52 et 53 des cou teaux respectivement, montés pour coulisser dans le bâti en vue d'un mouvement transversalement à la face du porte-matrices.
Le coulisseau 52 du couteau peut être actionné par une came d'une façon bien connue à partir de l'arbre latéral 42 précédemment indiqué, et comme un tel mécanisme est bien connu en pratique il n'est pas nécessaire de le décrire ici. Le coulisseau 53 est actionné par un levier 54 articulé sur le bâti en 55 et sur lequel pivote en 56 à son extrémité inférieure une bielle 57 qui peut être également actionnée par un mécanisme à came (non représenté) porté par l'arbre 42.
Il est évident que de la façon habituelle des machines à façonner les têtes de ce type, les deux couteaux saisissent le tronçon de matière en forme de fil métallique faisant saillie à partir de la matrice de découpage 47 et le déplacent transver salement vers la matrice d'extrusion 46 en y amenant la pièce.
Lorsque la pièce arrive en un point situé en re gard de la matrice d'extrusion 46 (fig. 2), elle est éjectée des couteaux dans cette dernière et y est traitée par un mécanisme qu'on va décrire mainte nant. Comme représenté sur la fig. 9, la matrice d'ex trusion présente une cavité interne relativement petite 46a et une cavité externe 46b présentant un plus grand diamètre.
Cette cavité externe a sensiblement le même diamètre que la pièce et une profondeur plus grande que la longueur de la pièce de façon à recevoir entièrement cette dernière et à empêcher une déformation latérale pendant la période de temps au cours de laquelle on y applique une pression au moyen du poinçon qui ferme l'ouverture de la cavité.
Après que la pièce a été éjectée des couteaux, ces derniers reculent pour être prêts en vue d'une autre opération. Comme on le voit en particulier à la fig. 2, un plongeur 58 est monté pour coulisser dans des consoles 59 et 60 situées sur le volet, et un porte- poinçon 61 est fixé à l'extrémité antérieure du plon geur et porte un poinçon d'extrusion 62 et fixe ce dernier au plongeur. Celui-ci s'étend vers l'arrière entre les bras 18 et 19 de la double bielle (fig. 1) et deux bielles 64 sont articulées en 63 à son extré mité postérieure.
Les extrémités postérieures de ces bielles pivotent en 65 sur un levier 66 qui pivote à son tour en 67 sur un levier 68 fixé à un arbre 69 monté pour osciller sur le bâti de la machine. Un levier 70 pivote en 71 sur l'extrémité inférieure du levier 68 et porte un galet 72 destiné à coopérer avec une came 73 portée par un arbre transversal 74. Ce dernier est monté pour tourner dans le bâti et une roue dentée 75 est montée sur une de ses extrémités (fig. 1) et engrène avec une roue dentée 76 portée par l'arbre-manivelle 21. Les roues dentées 75 et 76 sont proportionnées de façon que l'arbre 74 soit entraîné à la moitié de la vitesse de l'arbre 21.
Le levier 66 peut être réglé par rapport au levier 68 pour régler la position du poinçon d'extrusion 62. Ce réglage peut être effectué par une vis de réglage 78 portée par une extrémité 79 du levier 66, vis qui porte contre un épaulement 80 du levier 68, et par une seconde vis 81 portée par le levier 68 et portant contre un épaulement 82 du levier 66. Une plaque d'interruption 83 est fixée au levier 70 et l'extrémité d'une vis réglable 84 vissée dans le levier 68 vient au contact de cette plaque. Cette plaque d'interrup tion permet d'arrêter l'action du poinçon d'extrusion s'il se produit une obstruction.
Corhme représenté sur la fig. 1, un levier 85 est fixé à l'arbre 69 et à l'autre extrémité de ce levier se trouve un galet 86 (fig. 2) qui vient en prise avec une came 87 fixée à l'arbre 74. Avec cette construc tion, on se rend compte que la carne 73 actionne, par l'intermédiaire du mécanisme décrit, le plongeur 58 et le poinçon d'extrusion 62 vers l'avant ou vers la gauche, en observant la fi-, 2, tandis que la came 87 et le levier 85 effectuent le mouvement de retour du poinçon vers la droite, en observant cette figure. Comme représenté, la longueur de la course du poin çon d'extrusion est plus grande que celle du volet portant les poinçons de façonnage de tête.
Attendu que ces deux éléments sont actionnés de façon indé pendante, le volet par la bielle 18, 19, et le poinçon d'extrusion par les cames 73 et 87, la différence de course est obtenue facilement par la conformation correcte des cames.
Lorsque le poinçon d'extrusion 62 se déplace vers l'avant, il vient en prise avec la pièce alors main tenue par les couteaux devant la matrice d'extrusion 46 et l'éjecte dans la matrice et en poursuivant son trajet effectue l'extrusion de la pièce, en diminuant ainsi la dimension de section transversale de l'extré mité de la pièce se trouvant dans la matrice. On pré voit un mécanisme d'éjection approprié, qu'on décrit ci-après, pour éjecter la pièce de la matrice d'extru sion après le retrait du poinçon 62, la pièce étant éjectée dans des doigts de transfert d'un mécanisme destiné à le porter vers la matrice de façonnage de tête.
Le mécanisme de transfert qui sert à porter la pièce de la matrice d'extrusion 46 à la matrice de façonnage de tête 45 est représenté plus particulière ment sur les fig. 5, 6, 7 et 8. Les doigts de transfert qui saisissent la pièce sont représentés en 90 et 91 et sont fixés à l'extrémité inférieure d'un support de doigts 92. A l'extrémité supérieure de ce support pivote en 93 une extrémité d'un bras 94 dont l'autre extrémité est clavetée à un arbre 95 monté pour osciller dans une console allongée 96 (fig. 8). Cette console fournit un palier pour l'arbre 95 et est fixée à son tour à des tiges 97 et 98 (fig. 7) montées pour coulisser dans les parois d'un boîtier 99 à travers le quel s'étend la console 96.
Comme représenté sur la fig. 8, le bras 94 se trouve à une extrémité de l'arbre 95 et à l'autre ex trémité de cet arbre est fixé un bras 100 à l'extrémité inférieure duquel est fixée une bielle 101 (fig. 7).
A la partie intermédiaire du support 92 de doigts est articulée en 102 une extrémité d'un bras courbé 103, dont l'autre extrémité pivote sur un bras 104 fixé à un arbre 105 monté pour osciller dans la con sole 96 (fig. 8). A l'autre extrémité de l'arbre 105 est fixé un bras 106 à l'extrémité duquel est fixée une bielle<B>107</B> (fig. 7). Un bras de butée 108 fait corps avec le bras 104 (fig. 6) et est destiné à venir au contact des vis de butée 109 et 110 vissées dans la console 96.
Comme représenté plus particulièrement sur la fig. 4, la bielle 107 est reliée de façon réglable en 111 à un levier vertical 112 articulé sur un axe ou pivot 113 dans le bâti de la machine. A son extré mité inférieure, le levier 112 porte un galet de came 114 destiné à venir en prise avec la came 115 de façon à actionner le levier. La came 115 est montée sur l'arbre 42.
De façon analogue, la bielle 101 est fixée de façon réglable en 101a à un levier 116 articulé également sur l'axe ou pivot 113, et l'extrémité infé rieure du levier 116 porte un galet de came 117 des tiné à venir en prise avec la came 118 portée égale ment par l'arbre 42. Les galets de cames 114 et 117 sont maintenus contre les cames 115 et 118, respec tivement, par des plongeurs 120 sollicités par ressort, montés pour coulisser dans des boîtiers 121 et solli cités par l'extérieur par des ressorts 122. Il est évi dent que bien qu'on n'ait représenté qu'un de ces plongeurs sur la fig. 4, les autres se trouvent directe ment derrière lui, étant donné qu'il existe un de ces plongeurs de retour pour chacun des leviers 112 et 116.
Grâce à la construction ci-dessus, on se rend compte que lorsque la machine fonctionne et que l'arbre 42 tourne, la came 118 déplace le levier 116 dans le sens dextrorsum, en observant la fig. 4, ce qui par l'intermédiaire de la bielle 101 et du levier 100 fait tourner l'arbre 95 dans le sens sinistrorsum et soulève ainsi le support 92 de doigts suivant le trajet 125 indiqué par un trait mixte (fig. 6) à partir d'une position située en regard de l'ouverture de la matrice 45 jusqu'à la position représentée sur cette figure. Le mouvement de retour du support 92 de doigts suivant ce trajet est effectué par le plongeur associé 120.
La came 115 sollicite le levier 112 dans le sens dextrorsum en observant la fig. 4, ce qui par l'intermédiaire de la bielle 107 et du levier 106 fait tourner l'arbre 105 dans le sens sinistrorsum, en dé plaçant ainsi l'extrémité inférieure du support 92 de doigts vers l'extérieur ou vers la droite en observant la fig. 6 du pivot 93. Ce mouvement s'effectue de la position représentée par un trait mixte à celle repré sentée par un trait plein sur cette fibre.
Le mouve ment de retour des doigts de la position indiquée par le trait plein à celle indiquée par le trait mixte sur la fig. 6 est effectué par le plongeur associé 120 sollicité par ressort.
Afin que les doigts 91 coïncident correctement avec l'ouverture de la matrice 45, une vis de butée 126 est vissée dans une patte 127 portée par le bras 94, et l'extrémité inférieure de cette vis est destinée à venir buter contre une butée 128 située sur la con sole 96 dans la position des pièces représentées sur la fig. 4. A mesure que le support de doigts 92 est déplacé vers le bas vers cette position par le plon geur 120, on peut fournir ainsi un arrêt positif pour faire en sorte que les doigts coïncident correctement avec l'ouverture de la matrice.
Il ressort de la fig. 6 que le bras 103 qui déplace le support de doigts 92 latéralement est positivement arrêté dans les deux sens par les vis de butée<B>109</B> et<B>110</B> et, tandis que le plongeur 120 associé au bras de levier 112 permet un arrêt positif du bras 103 dans un sens, il est sou haitable de prévoir un dispositif permettant cette action lorsque le bras est déplacé dans le sens opposé. A cet effet, un raccord creux 129 (fig. 4) est disposé entre la bielle 107 et la liaison 111 avec le levier 112, et une tige 130 reliée au levier 112 est reçue de façon coulissante dans ce boîtier et y est maintenue par un écrou de serrage 131.
Cette tige présente un épaule ment 132 qui comprime un ressort 133 situé entre ce dernier et un épaulement 134 du boitier lorsque la tige<B>130</B> est déplacée vers la droite en observant cette figure. Ainsi, lorsque le bras 103 est arrêté positive ment par la vis de butée 110, la compression du res sort permet un déplacement supplémentaire du levier 112.
Il ressort de la fi-. 9 que la face de la matrice 45 de façonnage de tête se trouve légèrement en avant de la matrice d'extrusion afin de donner aux doigts de transfert la possibilité de transférer la pièce de cette dernière à la première et en même temps de per mettre aux couteaux de pénétrer derrière les doigts et de réaliser leur travail pendant les opérations de trans fert.
Également, comme représenté sur cette figure, lorsqu'une pièce a été extrudée dans la matrice, elle présente une tige B' et une partie externe de plus grand diamètre B2 qui est saisie par les doigts 90 au voisinage de la face de la matrice après éjection de la pièce à partir de cette dernière. Par consé quent, afin que les doigts de transfert portent la pièce jusqu'à la matrice 45 de façonnage de tête, il est nécessaire qu'ils se déplacent vers l'extérieur de façon que la tige B' se trouve à l'écart des matrices et permette ce transfert.
II est alors souhaitable, lors que les doigts de transfert atteignent la position in diquée par le trait mixte sur la figure 9 et présentent la pièce à la matrice 45 de façonnage de tête, que les doigts se déplacent vers l'intérieur de façon à introduire la pièce dans la cavité de la matrice de façon que la pièce soit fermement maintenue en place pour recevoir le choc du poinçon de façonnage de tête.
La partie externe de la cavité de cette matrice présente sensiblement le même diamètre que la por tion non extrudée de la pièce de façon à recevoir une partie de cette portion. Les doigts de transfert peuvent être enlevés de la pièce pour commencer leur mouvement de retour avant que cette dernière ne vienne en prise avec le poinçon de façonnage de tête de façon à ne pas se trouver sur le trajet de ce dernier. Par conséquent, il est souhaitable que les doigts de transfert se déplacent vers la face des ma trices et à l'écart de cette dernière, ainsi que dans un sens généralement vertical d'une matrice à l'autre.
C'est pour cette raison que le mécanisme de transfert est fixé aux tiges 97 et 98 qui à leur tour sont montées pour coulisser dans le boîtier 99. Afin d'effectuer un mouvement du mécanisme de trans fert longitudinalement à la machine, l'extrémité pos térieure d'une bielle 135 est montée à pivot en 136 (fig. 5 et 8) sur la console 96. L'extrémité antérieure de cette bielle est montée à pivot en<B>137</B> sur un levier coudé 138. Ce levier présente une partie 139 s'éten dant horizontalement et une partie 140 s'étendant vers le bas montée à pivot en 141 sur le bâti de la machine.
L'extrémité inférieure 142 du levier 138 située au-dessous de l'axe ou pivot 141 présente un galet de came 143 venant en prise avec une came 144 fixée à l'arbre antérieur 145 comandé à partir de l'arbre 42 (fig. 1) par des pignons coniques 146 et 147.
Avec cette construction on se rend compte que la rotation de l'arbre 145 sert à déplacer le méca nisme de transfert vers la droite ou à l'écart des ma trices, en observant la fig. 5, ou en direction de l'ob servateur, en regardant la fig. 6. Le mouvement de retour du mécanisme de transfert en direction des matrices est effectué par un plongeur 148 sollicité par ressort monté dans un boîtier 149 et sollicité vers l'extérieur par le ressort 150 contre une vis de butée 151 située dans la partie 140 du levier<B>138.</B>
Afin de permettre un mouvement de la console 96 pour effectuer ce mouvement de va-et-vient du mécanisme de transfert, la bielle 101 est reliée au bras<B>100</B> par un joint à rotule 152 (fig. 8) et de fa çon analogue la bielle 107 est reliée au bras 106 par un joint à rotule analogue 153. De façon similaire, les liaisons 101a et<B>111</B> des autres extrémités des bielles 101 et 107 sont également constituées par des joints à rotule de façon que le mouvement de la con sole ne brise pas ou ne soumette pas à une contrainte les liaisons des bielles avec le mécanisme de trans fert.
Il est également avantageux que le mécanisme de transfert oscille dans une position de repos dans laquelle il est accessible en vue d'un réglage, en lais sant intactes les liaisons entre ce mécanisme et les bielles 101 et 107 de façon que le support 92 de doigts et les doigts fixés à ce dernier puissent fonc tionner suivant une gamme de mouvement corres- pondant aux positions des matrices et aux réglages corrects effectués pour que les doigts coïncident avec les matrices.
A cet effet, on peut faire osciller le mé canisme de transfert de sa position de fonctionnement représentée par un trait plein sur la fig. 5 à celle in diquée par un trait mixte sur cette figure autour d'un axe s'étendant transversalement à la table de la ma chine. Dans cette position des parties, un gabarit présentant les positions des matrices peut être utilisé et les doigts peuvent être déplacés par le fonction nement de la machine de façon à déterminer si le mécanisme de transfert est correctement réglé ou non.
Pour permettre ce mouvement du mécanisme de transfert, le boîtier 99 dans lequel est monté le mé canisme est muni d'un collier 154 (fig. 7) articulé sur un axe 155 s'étendant transversalement à la table de la machine et porté par des bras espacés 156 et 157 d'une console située sur le porte-matrices de façon que ce boîtier qui porte la console de sup port 96 puisse osciller autour de l'axe du goujon 155 jusqu'à la position indiquée par un trait mixte sur la fig. 5.
Comme le montre la fig. 6, les éléments de ser rage 159 sont fixés de façon réglable à la table par des vis de serrage 160 passant à travers des orifices 161 ayant un plus grand diamètre formés dans les éléments de serrage et vissés dans une partie du porte-matrices. Des pattes 162 sont prévues, une de chaque côté du boîtier 99, par dessus lesquelles les éléments de serrage s'engagent dans leur position de fonctionnement représentée sur cette figure.
Ainsi, le boîtier 99 est fixé dans sa position de fonction nement, mais lorsque les vis 160 sont desserrées, les éléments de serrage peuvent être déplacés pour libérer les pattes 162 et permettent ainsi de faire osciller le boîtier autour de l'axe du goujon 155 dans sa position de repos ou de réglage représentée par des traits mixtes sur la fig. 5.
A ce moment, comme représenté sur cette figure, la bielle 135 est détachée à son point à pivot 136 de la console de support 96, attendu que les mouve ments de va-et-vient du mécanisme de transfert en direction du porte-matrices et à l'égard de ce dernier ne sont pas nécessaires pour ce réglage. Ce mouve ment oscillant du mécanisme de transfert sans déran ger les liaisons des bielles 101 et 107 avec les bras 100 et 106, respectivement, est possible en raison des joints à rotule 152 et 153 situés aux extrémités de transfert des bielles, et des joints à rotule ana logues situés à l'autre extrémité des bielles avec les bras 112 et<B>1</B>16.
La position des parties du mécanisme de trans fert lorsqu'on le fait osciller dans cette position de repos est représentée sur les fig. 10 et 11. Un gaba rit 185 peut être fixé de façon à être associé aux doigts de transfert 91, ce gabarit ayant la forme re présentée sur la fig. 11. Il est muni d'une console 186 présentant des parties 187 dirigées vers le bas pour venir buter contre les faces inférieures 188 des pattes 162 précédemment décrites, pattes qui font partie du boîtier 99. Ces parties dirigées vers le bas présentent également des rebords 189 destinés à venir buter contre les bords externes des pattes 162 et des épaulements 190 venant buter contre les faces antérieures de ces pattes.
Une vis 192 peut passer à travers les parties 189 dirigées vers le bas pour fixer le gabarit au boîtier. Le gabarit est muni de repères de positions de matrice 193 et 194, dont l'écartement est le même que celui des matrices 45 et 46 de l'appareil. Ainsi, le gabarit peut être supporté en position correcte par rapport au mécanisme de trans fert, tout en maintenant les liaisons actives avec ce dernier de façon que les doigts puissent être action nés, et on peut observer s'ils coïncident correctement avec les repères 193 et 194 de matrice du gabarit.
Il est évident que ceci facilite le réglage du méca nisme de transfert attendu que la coïncidence cor recte des doigts avec les repères de matrice peut être observée beaucoup plus facilement sur le gabarit que sur la face du porte-matrices.
Lorsque le mécanisme de transfert oscille vers le haut, dans la position représentée sur la fig. 10, le boîtier 99 peut reposer sur un montant 195 fixé au porte-matrices de façon à le maintenir dans sa posi tion verticale correcte. Naturellement, il est évident que le gabarit peut être enlevé avant de ramener le mécanisme de transfert dans sa position de fonction nement après avoir effectué les réglages corrects.
On prévoit un dispositif approprié pour éjecter les pièces à la fois à partir de la matrice 46 d'extru sion et de la matrice 45 de façonnage de tête. Comme représenté par des traits mixtes sur la fig. 5, un poinçon éjecteur 163 est monté pour coulisser dans le bâti de la machine et est actionné par une tige d'éjection 164. Cette tige est actionnée à son tour par un bras 165 fixé à un levier 166 articulé sur le goujon ou arbre 141. Le levier 166 est relié à un second levier 167 par une bielle 168, cette liai son étant réglable par le mécanisme représenté en 169 de façon à régler la course de la tige 164. Le levier 167 porte des galets de cames 170 et 171 des tinés à venir en prise avec la came 172 fixée à l'arbre antérieur 145.
On se rappelle qu'il s'agit là de l'arbre qui actionne la came 144 qui effectue le mouvement de va-et-vient du mécanisme de transfert et qui est actionné à son tour à partir de l'arbre latéral 42 et de l'arbre postérieur 74, ce dernier étant mis en rota tion à la moitié de la vitesse de l'arbre 21.
Pour éjecter l'ouvrage de la matrice de façonnage de tête, une tige d'éjection 175 est montée pour cou lisser dans la table de la machine (fig. 5), cette tige étant actionnée par un levier 176 (fig. 1) pivotant sur la table en 177. L'autre extrémité de ce levier est actionnée par une tige s'étendant longitudinalement 178, montée pour coulisser dans le bâti et reliée par une bielle 179 à un levier coudé 180 articulé sur le bâti. L'autre bras de ce levier porte un galet de came 181 qui vient en prise avec une came 182 située sur l'arbre postérieur 74.
<B> Apparatus for subjecting a part to a series of shaping operations </B> The present invention relates to an apparatus for subjecting a part to a series of shaping operations, in particular to obtain a thin metal part having a rod and a head having a relatively large cross-sectional dimension relative to the rod or relative to at least part of the rod.
In the manufacture of parts of the type described, in which the head has a considerably larger dimension than the shank or other part of the shank, it is difficult to form such parts in a machine for forming the heads from. a rod or wire-shaped material having the same dimension as the rod, so that it is necessary to decrease the cross-sectional dimension of the rod as well as to shape the head of the work. This reduction can be obtained by an extrusion operation so that the part which is cut from a certain length of rod or wire is first extruded to decrease the cross-sectional dimension of a part of the latter. and is then fitted with a head.
If desired, the entire part of the part which is to form the rod can be decreased in its cross section, leaving a larger end part to form the head.
The shaping of the heads can be carried out in one or more operations.
In known head shaping machines, the part is cut from a certain length of material and carried by a knife or cutting element to an ejection station where the part is ejected from the knife into transfer fingers. by which it is transferred to a die for the head shaping operation (s). In previous operations, in which extrusion has been carried out, the reduction in cross section of the part has been relatively small.
The apparatus forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises a frame, a die holder comprising a first and a second shaping die, punching members associated with each die and capable of moving. alternatively, means for actuating the punching organs of the first die independently of the punching members of the second die and at different times,
means for feeding the part to the first die and a transfer mechanism synchronized with the feed means and the punching members and arranged to transfer the part from the first to the second die.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a plan view of this embodiment.
Fig. 2 is a longitudinal section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a cross section taken on line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is a cross section taken on line 4-4 of FIG. 1.
Fig. 5 is a partial longitudinal section taken along line 5-5 of FIG. 4.
Fig. 6 is a front view, on a larger scale, of a mechanism shown in FIG. 1.
Fig. 7 is a rear view corresponding to FIG. 6.
Fig. 8 is a vertical section, on a larger scale, along the line 8-8 of FIG. 6.
Fig. 9 is a section, on a larger scale, of the members shown in FIG. 2.
Fig. 10 is a side view corresponding to FIG. 8. FIG. 11 is a front view corresponding to FIG. 10.
The embodiment of the apparatus shown comprising a frame 10 comprising a vertical part II on which is disposed a die holder 11a at its front end and a vertical part 12 in the vicinity of the rear end of the frame. In the elements 11 and 12 are slidably supported two rods 13 to which is fixed a shutter 14 (Fig. 2 and 3). This flap supports two head shaping punches 15 and 16, which are mounted for sliding movement transversely to the direction of movement of the flap, as will be explained below.
At the rear end of the shutter is a pivot rod 17 to which is pivotally connected a double connecting rod having arms 18 and 19 projecting rearwardly (fig. 1 and 2) and journaled on parts 20 crank spaced integral with a shaft 21 extending transversely and controlled by a pulley 22 (Fig. 1). It is evident that by virtue of this construction, when the shaft 21 rotates, the shutter is driven in a reciprocating motion, as is usually the case for head shaping machines currently in use.
As shown, the head shaping can be carried out in two stages as is usual in the well-known two-shot head shaping machine and therefore the two head shaping punches 15 and 16 cooperate with one another. only matrix that is described below. Therefore, a means must be provided for moving the head shaping punches mounted on the shutter transversely to the direction of movement of the shutter. For this purpose, the punches are mounted on a punch holder 24 mounted to slide on the shutter and fixed to transverse rods 25 (fig. 2 and 3) by a bracket 26.
As shown in fig. 2, this console has spaced ears 27 which carry a stud 28, and a slide 29 is mounted on this stud.
The slide 29 is intended to be driven in a reciprocating movement longitudinally to the frame in a guide 30 provided at the upper end of an oscillating member 31 articulated at 32 to the frame (FIGS. 2 and 3). A connecting rod 33 pivots at 34 on this oscillating member by one end and the other end of the connecting rod is articulated on a vertical lever 35 having arms 36 and 37 carrying cam rollers 38 and 39 intended to cooperate with cams 40 and 41 fixed to a lateral auxiliary shaft 42, cams which serve to animate a reciprocating movement of the connecting rod 33 and consequently to move the punches 15 and 16.
As this punch movement mechanism is known, a more detailed description of the latter is not necessary, but it can be mentioned that the shaft 42 is also controlled by the main shaft 21 so that the cams 40 and 41 are actuated in synchronism with the back and forth movements of the shutter. On the die holder 11 are mounted a head shaping die 45 (fig. 2, 4 and 6), an extrusion die 46 and a cutting die 47.
The material in the form of wire or rod indicated at 48 in fig. 1 is admitted through the cutting die 47 by any well known advance mechanism against an advance stop 49 in the usual way (FIG. 4). A certain length of material protrudes from the die and is cut by associated knives 50 and 51 which are carried by the sliders 52 and 53 of the knives respectively, mounted to slide in the frame for transverse movement. the face of the die holder.
The knife slide 52 can be cam actuated in a well known fashion from the side shaft 42 previously indicated, and as such a mechanism is well known in the art it is not necessary to describe it here. The slide 53 is actuated by a lever 54 articulated on the frame at 55 and on which pivots at 56 at its lower end a connecting rod 57 which can also be actuated by a cam mechanism (not shown) carried by the shaft 42.
It is evident that in the usual way of head shaping machines of this type, the two knives grasp the wire-shaped section of material protruding from the cutting die 47 and move it dirtily towards the die. extrusion 46 by bringing the part there.
When the part arrives at a point facing the extrusion die 46 (FIG. 2), it is ejected from the knives in the latter and is processed there by a mechanism which will be described now. As shown in fig. 9, the extrusion die has a relatively small internal cavity 46a and an external cavity 46b having a larger diameter.
This external cavity has substantially the same diameter as the part and a depth greater than the length of the part so as to fully receive the latter and to prevent lateral deformation during the period of time in which pressure is applied thereto. means of the punch which closes the opening of the cavity.
After the workpiece has been ejected from the knives, the knives move back to be ready for another operation. As can be seen in particular in FIG. 2, a plunger 58 is mounted to slide in consoles 59 and 60 located on the shutter, and a punch holder 61 is attached to the front end of the plunger and carries an extrusion punch 62 and secures the latter to the plunger. . This extends towards the rear between the arms 18 and 19 of the double connecting rod (FIG. 1) and two connecting rods 64 are articulated at 63 at its rear end.
The rear ends of these connecting rods pivot at 65 on a lever 66 which in turn pivots at 67 on a lever 68 fixed to a shaft 69 mounted to oscillate on the frame of the machine. A lever 70 pivots at 71 on the lower end of lever 68 and carries a roller 72 intended to cooperate with a cam 73 carried by a transverse shaft 74. The latter is mounted to rotate in the frame and a toothed wheel 75 is mounted on one of its ends (fig. 1) and meshes with a toothed wheel 76 carried by the crankshaft 21. The toothed wheels 75 and 76 are proportioned so that the shaft 74 is driven at half the speed of the crankshaft. 'tree 21.
The lever 66 can be adjusted relative to the lever 68 to adjust the position of the extrusion punch 62. This adjustment can be effected by an adjustment screw 78 carried by one end 79 of the lever 66, which screw bears against a shoulder 80 of the lever 68, and by a second screw 81 carried by lever 68 and bearing against a shoulder 82 of lever 66. An interruption plate 83 is fixed to lever 70 and the end of an adjustable screw 84 screwed into lever 68 comes into contact with this plate. This interrupting plate makes it possible to stop the action of the extrusion punch if an obstruction occurs.
Corhme represented in fig. 1, a lever 85 is attached to the shaft 69 and at the other end of this lever is a roller 86 (Fig. 2) which engages a cam 87 attached to the shaft 74. With this construction , we realize that the carne 73 actuates, through the mechanism described, the plunger 58 and the extrusion punch 62 forward or to the left, observing the fi, 2, while the cam 87 and the lever 85 perform the return movement of the punch to the right, observing this figure. As shown, the stroke length of the extrusion punch is greater than that of the flap carrying the head forming punches.
Whereas these two elements are actuated independently, the shutter by the connecting rod 18, 19, and the extrusion punch by the cams 73 and 87, the difference in stroke is easily obtained by the correct conformation of the cams.
When the extrusion punch 62 moves forward, it engages the part then held by the knives in front of the extrusion die 46 and ejects it into the die and continuing its path performs the extrusion part, thereby reducing the cross-sectional dimension of the end of the part lying in the die. There is provided a suitable ejection mechanism, which will be described below, for ejecting the workpiece from the extrusion die after withdrawal of the punch 62, the workpiece being ejected into transfer fingers of a mechanism intended for use. to carry it to the head shaping die.
The transfer mechanism which serves to carry the part from the extrusion die 46 to the head forming die 45 is shown more particularly in FIGS. 5, 6, 7 and 8. The transfer fingers which grip the workpiece are shown at 90 and 91 and are attached to the lower end of a finger support 92. At the upper end of this support pivots at 93 a end of an arm 94, the other end of which is keyed to a shaft 95 mounted to oscillate in an elongated bracket 96 (Fig. 8). This bracket provides a bearing for the shaft 95 and is in turn attached to rods 97 and 98 (Fig. 7) mounted to slide in the walls of a housing 99 through which the bracket 96 extends.
As shown in fig. 8, the arm 94 is located at one end of the shaft 95 and at the other end of this shaft is fixed an arm 100 at the lower end of which is fixed a connecting rod 101 (FIG. 7).
At the intermediate part of the finger support 92 is articulated at 102 one end of a curved arm 103, the other end of which pivots on an arm 104 fixed to a shaft 105 mounted to oscillate in the sole 96 (fig. 8). . At the other end of the shaft 105 is fixed an arm 106 at the end of which is fixed a connecting rod <B> 107 </B> (fig. 7). A stop arm 108 is integral with the arm 104 (FIG. 6) and is intended to come into contact with the stop screws 109 and 110 screwed into the console 96.
As shown more particularly in FIG. 4, the connecting rod 107 is connected in an adjustable manner at 111 to a vertical lever 112 articulated on an axis or pivot 113 in the frame of the machine. At its lower end, the lever 112 carries a cam roller 114 intended to engage with the cam 115 so as to actuate the lever. Cam 115 is mounted on shaft 42.
Similarly, the connecting rod 101 is fixed in an adjustable manner at 101a to a lever 116 also articulated on the axis or pivot 113, and the lower end of the lever 116 carries a cam roller 117 of the tines to come into engagement with. the cam 118 also carried by the shaft 42. The cam rollers 114 and 117 are held against the cams 115 and 118, respectively, by spring-loaded plungers 120, mounted to slide in housings 121 and urged by the outside by springs 122. It is obvious that although only one of these plungers has been shown in FIG. 4, the others are directly behind it, since there is one of these return plungers for each of the levers 112 and 116.
Thanks to the above construction, it is realized that when the machine is running and the shaft 42 rotates, the cam 118 moves the lever 116 in the dextrorsal direction, observing FIG. 4, which by means of the connecting rod 101 and the lever 100 rotates the shaft 95 in the sinistrorsum direction and thus lifts the finger support 92 along the path 125 indicated by a dot-dash line (fig. 6) from from a position located opposite the opening of the die 45 to the position shown in this figure. The return movement of the finger support 92 along this path is performed by the associated plunger 120.
The cam 115 urges the lever 112 in the dextrorsum direction, observing FIG. 4, which by means of the connecting rod 107 and the lever 106 rotates the shaft 105 in the sinistrorsum direction, thus moving the lower end of the finger support 92 outward or to the right while observing fig. 6 of the pivot 93. This movement takes place from the position represented by a dotted line to that represented by a solid line on this fiber.
The return movement of the fingers from the position indicated by the solid line to that indicated by the phantom line in fig. 6 is performed by the associated plunger 120 biased by spring.
So that the fingers 91 correctly coincide with the opening of the die 45, a stop screw 126 is screwed into a tab 127 carried by the arm 94, and the lower end of this screw is intended to abut against a stop 128 located on the console 96 in the position of the parts shown in FIG. 4. As the finger holder 92 is moved downward to this position by the plunger 120, a positive stop can thus be provided to ensure that the fingers correctly coincide with the opening of the die.
It emerges from FIG. 6 that the arm 103 which moves the finger support 92 laterally is positively stopped in both directions by the stop screws <B> 109 </B> and <B> 110 </B> and, while the associated plunger 120 the lever arm 112 allows a positive stop of the arm 103 in one direction, it is desirable to provide a device allowing this action when the arm is moved in the opposite direction. To this end, a hollow connector 129 (FIG. 4) is arranged between the connecting rod 107 and the connection 111 with the lever 112, and a rod 130 connected to the lever 112 is slidably received in this housing and is held there by a clamping nut 131.
This rod has a shoulder 132 which compresses a spring 133 located between the latter and a shoulder 134 of the housing when the rod <B> 130 </B> is moved to the right by observing this figure. Thus, when the arm 103 is positively stopped by the stop screw 110, the compression of the res out allows an additional displacement of the lever 112.
It appears from the fi-. 9 that the face of the head forming die 45 is slightly forward of the extrusion die in order to give the transfer fingers the possibility of transferring the part from the latter to the former and at the same time to allow knives to get behind the fingers and perform their work during transfer operations.
Also, as shown in this figure, when a part has been extruded into the die, it has a rod B 'and an outer part of larger diameter B2 which is gripped by the fingers 90 in the vicinity of the face of the die afterwards. ejection of the part from the latter. Therefore, in order for the transfer fingers to carry the work to the head forming die 45, it is necessary that they move outwardly so that the rod B 'is away from the parts. matrices and allows this transfer.
It is then desirable, when the transfer fingers reach the position indicated by the phantom in Figure 9 and present the part to the head forming die 45, that the fingers move inwardly so as to introduce the workpiece in the die cavity so that the workpiece is held firmly in place to receive the impact of the head shaping punch.
The external part of the cavity of this die has substantially the same diameter as the non-extruded portion of the part so as to receive a part of this portion. The transfer fingers can be removed from the workpiece to begin their return movement before the workpiece engages the head shaping punch so as not to be in the path of the latter. Therefore, it is desirable that the transfer fingers move toward and away from the face of the dies, as well as in a generally vertical direction from die to die.
It is for this reason that the transfer mechanism is attached to the rods 97 and 98 which in turn are mounted to slide in the housing 99. In order to effect a movement of the transfer mechanism longitudinally to the machine, the end the pos ter of a connecting rod 135 is pivotally mounted at 136 (fig. 5 and 8) on the console 96. The front end of this connecting rod is pivotally mounted at <B> 137 </B> on an angled lever 138 This lever has a horizontally extending part 139 and a downwardly extending part 140 pivotally mounted at 141 on the frame of the machine.
The lower end 142 of the lever 138 located below the axis or pivot 141 has a cam follower 143 engaging a cam 144 attached to the front shaft 145 controlled from the shaft 42 (fig. 1) by bevel gears 146 and 147.
With this construction we realize that the rotation of the shaft 145 serves to move the transfer mechanism to the right or away from the masters, observing fig. 5, or in the direction of the observer, looking at fig. 6. The return movement of the transfer mechanism towards the dies is effected by a spring loaded plunger 148 mounted in a housing 149 and urged outwardly by the spring 150 against a stop screw 151 located in part 140 of the die. lever <B> 138. </B>
In order to allow movement of the console 96 to effect this reciprocating movement of the transfer mechanism, the connecting rod 101 is connected to the arm <B> 100 </B> by a ball joint 152 (fig. 8). and similarly the connecting rod 107 is connected to the arm 106 by a similar ball joint 153. Similarly, the connections 101a and <B> 111 </B> of the other ends of the connecting rods 101 and 107 are also formed by ball joints so that the movement of the con sole does not break or stress the connections of the connecting rods with the transfer mechanism.
It is also advantageous for the transfer mechanism to oscillate in a rest position in which it is accessible for adjustment, leaving the connections between this mechanism and the connecting rods 101 and 107 intact, so that the finger support 92 and the fingers attached thereto can operate within a range of motion corresponding to the positions of the dies and to the correct settings made so that the fingers coincide with the dies.
For this purpose, the transfer mechanism can be made to oscillate from its operating position represented by a solid line in FIG. 5 to that indicated by a dashed line in this figure around an axis extending transversely to the table of the machine. In this position of the parts, a jig showing the positions of the dies can be used and the fingers can be moved by the operation of the machine so as to determine whether the transfer mechanism is correctly adjusted or not.
To allow this movement of the transfer mechanism, the housing 99 in which the mechanism is mounted is provided with a collar 154 (FIG. 7) articulated on an axis 155 extending transversely to the table of the machine and carried by spaced arms 156 and 157 from a console located on the die holder so that this housing which carries the support console 96 can oscillate around the axis of the stud 155 to the position indicated by a dot-dash line on the fig. 5.
As shown in fig. 6, the clamps 159 are adjustably attached to the table by set screws 160 passing through holes 161 having a larger diameter formed in the clamps and screwed into a portion of the die holder. Tabs 162 are provided, one on each side of the housing 99, over which the clamping elements engage in their operating position shown in this figure.
Thus, the housing 99 is fixed in its operating position, but when the screws 160 are loosened, the clamping elements can be moved to release the tabs 162 and thus allow the housing to be oscillated around the axis of the stud 155. in its rest or adjustment position represented by phantom lines in FIG. 5.
At this time, as shown in this figure, the connecting rod 135 is detached at its pivot point 136 from the support bracket 96, as the back and forth movements of the transfer mechanism towards the die holder and with respect to the latter are not necessary for this setting. This oscillating movement of the transfer mechanism without disturbing the links of the connecting rods 101 and 107 with the arms 100 and 106, respectively, is possible due to the ball joints 152 and 153 located at the transfer ends of the connecting rods, and the joints at analogous ball joint located at the other end of the connecting rods with the arms 112 and <B> 1 </B> 16.
The position of the parts of the transfer mechanism when it is oscillated in this rest position is shown in figs. 10 and 11. A gaba rit 185 can be fixed so as to be associated with the transfer fingers 91, this template having the shape shown in FIG. 11. It is provided with a console 186 having parts 187 directed downwards to abut against the lower faces 188 of the previously described tabs 162, tabs which form part of the housing 99. These downwardly directed parts also have edges. 189 intended to abut against the outer edges of the legs 162 and of the shoulders 190 which abut against the front faces of these legs.
A screw 192 may pass through the downwardly directed portions 189 to secure the jig to the housing. The template is provided with die position markers 193 and 194, the spacing of which is the same as that of the dies 45 and 46 of the apparatus. Thus, the jig can be supported in the correct position with respect to the transfer mechanism, while maintaining the active links with the latter so that the fingers can be actuated, and it can be observed whether they coincide correctly with the marks 193 and 194 of the template matrix.
Obviously, this facilitates the adjustment of the transfer mechanism as the correct coincidence of the fingers with the die marks can be seen much more easily on the jig than on the face of the die holder.
When the transfer mechanism swings upwards, in the position shown in fig. 10, the housing 99 may rest on a post 195 attached to the die carrier so as to maintain it in its correct vertical position. Of course, it is obvious that the jig can be removed before returning the transfer mechanism to its operating position after making the correct settings.
A suitable device is provided for ejecting the parts from both the extrusion die 46 and the head forming die 45. As represented by phantom lines in fig. 5, an ejector punch 163 is mounted to slide in the frame of the machine and is actuated by an ejection rod 164. This rod is in turn actuated by an arm 165 attached to a lever 166 articulated on the stud or shaft 141 The lever 166 is connected to a second lever 167 by a connecting rod 168, this connection being adjustable by the mechanism shown at 169 so as to adjust the stroke of the rod 164. The lever 167 carries cam rollers 170 and 171 of the tines to engage with the cam 172 attached to the front shaft 145.
It will be remembered that this is the shaft which actuates the cam 144 which performs the reciprocating movement of the transfer mechanism and which in turn is actuated from the side shaft 42 and from the posterior shaft 74, the latter being rotated at half the speed of the shaft 21.
To eject the work from the head forming die, an ejection rod 175 is mounted to slide into the machine table (fig. 5), this rod being actuated by a pivoting lever 176 (fig. 1). on the table at 177. The other end of this lever is actuated by a longitudinally extending rod 178, mounted to slide in the frame and connected by a connecting rod 179 to an elbow lever 180 articulated on the frame. The other arm of this lever carries a cam roller 181 which engages with a cam 182 located on the rear shaft 74.