BE403745A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Perfectionnements à la fabrication des écrous et autres objets analogues" 
La présente invention est relative à la fabrication des   éorous   et autres objets analogues par un procédé de travail à   froid,,'   
On a déjà propôsé de fabriquer des écrous en cisaillant des ébauches à partir d'une barre ou tringle d'une certaine longueur, en enfermant les ébauches dans des matrices de forme hexagonale (ou de toute autre forme polygonale), en enfonçant des poin- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 çons dans les ébauches suivant l'axe de celles- ci à partir de leurs faces opposées de manière à refouler le métal vers l'extérieur dans la ma- trice polygonale (et à percer partiellement un trou axial)

   et enfin en poinçonnant ensuite la cloison ou lame de métal restée entre les deux premiers poinçons afin d'achever la formation du trou axial. 



   De grandes difficultés ont été rencontrées lorsqu'on a essayé d'appliquer ce procédé au métal froid. On a reconnu   q'il   était très difficile, sinon impossible, d'obliger le métal à s'écouler vers l'extérieur dans les angles de l'écrou à l'intersection de deux quelconques des faces planes et des faces supérieure ou infé- rieure.

   Le métal peut être refoulé plus facile- ment vers l'extérieur, dans les angles, si l'on emploie des poinçons relativement pointus mais, dans ce cas, il reste dans l'ébauche une plus grande longueur ou épaisseur de métal à enlever lors du poinçonnage final du trou axial et le métal tend à s'arracher au lieu de se laisser couper nettement au cours de cette opération ; il reste, en conséquence, des creux ou des criques qui s'étendent vers l'extérieur, au delà du dia- mètre que l'on désire donner au trou axial.

   Il en résulte la nécessité de donner aux poinçons une forme relativement émoussée ou obtuse et si l'on tente d'enfoncer de force de tels poinçons trop près l'un de l'autre dans l'ébauche pour obtenir un refoulement ou écoulement du métal suffisant pour remplir la matrice, l'épaisseur de métal qui subsiste dans l'ébauche, entre les 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 par deux poinçons, se trouve durcie poux le travail dans une mesure telle qu'.elle rend impossible un travail prolongé des poinçons sous la pression considérable de forgeage. 



   Une autre difficulté que l'on rencontre dans la mise en oeuvre d'un tel procédé est due à la rupture des poinçons lorsqu'on veut les extraire, rupture produite par le serrage ou le coincement du métal autour de la surface exté- rieure du poinçon. Dans la construction adoptée jusqu'ici, le poinçon était fixé à (ou faisait corps avec) la partie de l'outil formant épaulement et venant finalement en contact avec la face de l'ébauche d'écrou pour l'aplatir, Avec ce type d'outil, lorsque la pression d'aplatissement est exercée sur la face de l'ébauche par l'épaulement précité, la dite pression provoque le refoulement du métal de l'ébauche : ce métal exerce alors une action de blocage sur l'extrémité, de diamètre réduit, du poinçon qui se trouve, par là même, noyé ou   encastre   dans l'ébauche.

   Cet effet de blo" cage est tellement prononcé qu'il rend presque impossible l'extraction du poinçon du trou sans que se produise la rupture dudit poinçon qui se sépare du reste de l'outil, à moins qu'on ne donne à la surface du poinçon une forte dépouille. Mais une telle dépouille est, bien entendu, à éviter car elle augmente notablement la longueur de la surface d'attache du bouchon de métal restant dans l'ébauche et rend plus difficile le poinçonnage final du trou sans que la matière ait tendance à se briser dans le trou. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   On a également essayé de remédier à ces difficultés en donnant initialement à l'ébauche, sur ses deux extrémités opposées, la forme d'un dôme de manière à éviter la nécessité de remplir les angles en laissant un chanfrein sur chaque face de l'écrou. mais cet arrondissement des surfaces des extrémités opposées de l'ébauche ne supprime pas les inconvénionts precités car elle ne supprime pas la nécessité d'amener très près l'un de l'autre les deux poinçons à extrémité obtuse et, si on ernploie des poinçons à extrémité plus pointue, l'inconvénient résultant du fait qu'il reste tou- jours une trop grande épaisseur de métal à cisailler pour déboucher le trou axial subsiste toujours ;

   ain- si qu'il a été dit, il en résulte la formation de creux au-delà du diamètre que doit avoir le trou axial, ce qui réduit la surface utile dits filets qui seront formés ultérieurement sur la surface dudit trou. De plus, cette solution ne convient pas parce que l'écrou à double chanfrein ainsi produit ne constitue pas un produit aussi satisfaisant qu'un écrou dans lequel les angles entre les faces polygonales planes et la face inférieure ont été remplis par refoulement dans la matrice. 



   Conformément à la présente invention les difficultés ci-dessus exposées sont évitées en amenant le métal refoulé ou matricé à remplir d'abord une partie de la matrice, puis une autre partie et aussi en maintenant l'ébauche et en agissant sur elle pendant chaque opération de manière telle que le métal ne soit jamais complè- tement enfermé (c'est-à-dire en contact avec les 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 parois de la cavité de la matrice), mais qu'il puisse s'écouler librement à tout moment, dans un sens ou dans un autre, grâce à quoi les pres- sions développées dans le métal sont exactement limitées à la valeur nécessaire à l'écoulement (ou refoulement) du métal dans un espace libre ou ouvert : on évite   ainsi @@   la détérioration ex- cessive des outils et le blocage ou coincement du métal autour des poinçons ou outils. 



   Le procédé de fabrication d'é- crous ou objets analogues par travail de matriçage à froid qui fait l'objet de l'invention comporte le refoulement d'une ébauche dans les limites d'une matrice par perçage axial, avec formation d'au moins un trou borgne dans l'ébauche, la surface par laquelle pénètre l'outil restant libre et un trou axial étant formé à travers l'ébauche en débou- chant, par poinçonnage, le trou percé en premier lieu.

   Le procédé comprend de préférence une   opé:.   ration consistant à façonner la face extrême de l'ébauche avant le poinçonnage de celle-ci, ledit façonnage étant effectué en exerçant une pression sur l'ébauche pendant qu'une partie au moins du premier trou est laissée libre du côté interne afin de permettre   l'écoulement   (ou refoulement) de tout   /dans le trou, excès de métal/étant enlevé au cours du poinçonna. ledit excès de   métal ge final. 



   L'expression "travail à froid" est employée ici avec son sens habituel : elle s'applique à un travail exécuté à une température inférieure à la température de grossissement rapide du grain ou de recristallisation; mais l'in- vention est d'une application plus particulièrement 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 avantageuse et utile dans le cas des températures les plus basses dans la limite de celles du tra- vail à froid car, à ces basses températures, allant jusqu'à 200 ou 250  C. environ, on évite les diffi- cultes dues aux calamines, au coincement dans les matrices et au retrait; de plus le problème du cisaillement du métal restant, pour achever le dé- bouchage du trou, problème que la demanderesse a résolu, reçoit ainsi une solution encore plus satisfaisante. 



   Sur le dessin annexé, on a   repré-   senté schématiquement les phases successives du procédé objet de l'invention 
La figure 1 est une coupe d'un jeu d'outils pour amorcer le façonnage d'une ébau- che; 
La figure 2 est une coupe faite sensiblement par 2-2 de la figure 3 ; 
La figure 3 est une coupe verti-   ce.le   à travers une matrice, coupe montrant une ébauche en place dans ladite matrice et un poinçon dans la position qu'il occupe avant de venir en prise avec l'ébauche; 
La figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3 mais montrant le poinçon à la fin de sa course de refoulement, l'ébauche étant représentée en coupe; 
La figure 5 est une vue montrant la phase suivante du procédé, avec l'ébauche main- tenue dans une matrice et un poinçon à la fin de sa course;

   
La figure 6 est une coupe mon- trant les outils.pour achever l'ébauche; 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
La figure 7 est une coupe/semblable à cel- le de la figure 4 mais montrant les outils pour la réalisation de la première phase dans une variante du procédé; . 



   La figure 8 est une coupe par 8-8 de la figure 7; 
La figure 9 est une coupe des outils pour la seconde phase de la variante du procédé; 
La figure 10 est une vue en élévation latérale d'une ébauche d'écrou terminée; 
La figure 11 est une coupe d'un jeu d'ou- tils pour la réalisation de la phase de refoulement conformément à une variante de l'invention; 
Les figures 12 et 13 sont des coupes montrant des variantes de jeux d'outils pour la   se-   conde opération; 
La figure 14, enfin, est une coupe   d'un   autre dispositif modifié qui peut être utilisé aussi pour le poinçonnage. 



   Les figures 1 à 6 inclusivement montrent des outils qui peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre du mode de réalisation préféré du procédé objet de   1'-invention.   



   On forme d'abord des ébauches a de toute manière appropriée, le plus souvent en cisaillant des morceaux de faible longueur dans une barre ou tringle. 



  Les ébauches sont d'abord travaillées pax une matrice 15 et par un poinçon 16 coopérant avec la dite matrice pour dresser la face inférieure de l'ébauche et pour former un chanfrein ou un congé h sur la face supé- rieure. L'ébauche est ensuite transportée par tous /(fendue ou moyens convenables à une matrice hexagonale/pour la en une seule première phase de refoulement. Dans le mode d'exécu- pièce) 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 tion figuré, la matrice 18 comporte une bague 19 presentant un alésage cylindrique 20, bague main- tenue dans une gorge 21. Un piston cylindrique 22 présentant une face supérieure plane 23 s'ajuste dans l'alésage 20 de la bague 19 et coulisse de préférence pour assurer l'éjection de l'ébauche. 



  Un outil 24 est guidé de manière à se mouvoir sui- vant l'axe de la matrice, à l'intérieur de celle- ci ; il comporte un poinçon de perçage 25 qui lui est raccordé par un épaulement conique 26. 



   L'ébauche à est d'abord saisie dans la matrice 18 et l'on fait descendre l'outil 24 de manière à obliger le poinçon de perçage 25 à pénétrer dans la face supérieure de l'ébauche et à refouler celle-ci dans la matrice hexagonale 18, tout en'laissant un   trou   dans ladite ébauche. 



  L'opération de refoulement est conduite de manière à obliger le métal à se répandre radialement vers l'extérieur jusqu'à la paroi interne de la matrice et à s'écouler d'abord vers la face plane 23 du piston 22. Cet écoulement du métal vers la surface 23, qui forme la face inférieure de l'ébauche d'écrou, assure le remplissage, par l'ébauche, des angles de la matrice au voisinage de la surface in- férieure ; il oblige de même le métal à s'écouler jusqu'au contact de l'anneau 19 qui est à une certaine distance, dans le sens du rayon, au-dessus de la face 23 du piston :

   il en résulte la forma- tion d'un retrait annulaire ménageant une sorte de rondelle sur la face inférieure de 1'écrou, En raison du fait que la pression exercée sur lé métal pour le perçage est concentrée et dirigée par le poinçon 25 vers la face inférieure de l'ébauche, 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 cette partie de la dite ébauche est complètement refoulée dans les creux de la matrice qu'elle rem- plit en formant des angles vifs et nets. 



     L'écoulement   voulu du métal est produit en enfonçant le poinçon 25 sur une longueur supérieure à la moitié de la longueur de l'ébauche suivant son axe; la forme donnée au poinçon, forme qui a pour effet de diriger la pression vers les angles inférieurs de l'ébauche, concourt à assurer l'écoulement précité. Pendant l'opération de per- çage la surface supérieure de l'ébauche est libre et non enfermée, ce qui permet au métal de s'écouler vers le haut à l'intérieur de la matrice et ce qui s'oppose à une élévation de la pression du métal suffisante pour endommager les outils. Un petit bourrelet de métal est formé sur la surface supé- rieure de l'ébauche, autour du poinçon 25, par   l'ac-   tion de perçage.

   On permet à ce bourrelet de se former librement pour éviter le blocage du   métal   autour du poinçon 25. A la fin de la course de l'outil 24, il reste dans l'ébauche une épaisseur f de métal en regard et en avant du   trou ,Ç..   



   L'outil 24 est alors retiré et   l'et*   bauche est enlevée de la matrice 18. Cet enlèvement de l'ébauche peut ê tre fait commodément en faisant glisser le piston   22   vers l'avant de manière qu'il agisse comme éjecteur après que l'on a supprimé la pression exercée sur l'ébauche par le poinçon 18. 



  En cet état l'ébauche est placée dans une matrice 27 établie sensiblement de la même manière que la matrice 18. La   matrice   27 peut, si on le désire, être munie d'une bague 28 correspondant à la bague   19   afin d'empêcher la déformation du retrait 1 qui 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 a été   formé   précédemment par la bague 19. 



   L'ébauche est travaillée dans la matrice   27   par une paire d'outils opposés : l'outil supé- rieure 29 a une face sensiblement plane avec un creux central 30 de diamètre inférieur à celui de l'ouverture c formée dans l'ébauche par le poinçon 25. L'outil inférieur 31 est muni d'un poinçon de perçage 32 raccordé audit outil par un épaulement conique 33.

   La face plane de l'ou- til 29 Bst abaissée contre la surface supérieure de l'ébauche et le poinçon de percage 32 est enfoncé de force dans l'ébauche à partir de la sur- face   inférieure;   La pression exercée par l'outil a pour effet d'aplatir le bourrelet e qui s'é- tait formé sur   la /   surface supérieure de l'é- bauche, le métal dudit bourrelet s'étalant vers l'extérieur, dans une certaine mesure, pour aider au remplissage des angles adjacents à la surface supérieure de l'ébauche; le métal en excès peut s'écouler librement aussi dans le trou c.

   Le poinçon 32 est enfoncé de force dans l'ébauche sur une longueur supérieure à la moitié de la /et aussi longueur de l'ébauche suivant son axe; il provoque suivant l (axe un refoulement radial du métal vers l'extérieur / 
25 de manière à remplir les angles de   l'ébauche   au voisinage de la surface supérieure, en formant un trou g qui part de la surface inférieure de l'ébauche. L'épaulement conique 33 de l'outil 31 pénètre dans l'ébauche sur une faible longueur en formant un biseau ou fraisure h à l'extrémité inférieure du trou g. Un bourrelet de métal se trouve également refoulé sur la surface inférieure par l'action du poinçon. Ce bourrelet est figuré en i; il s'étend vers le bas le long de la surface 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 conique 33, comme on le voit sur la figure 5. 



  L'épaisseur de métal f restant dans l'ébauche en avant du   trou ±   après la première opération se trouve amincie par l'action du poinçon 32 qui la presse vers la surface supérieure de l'ébauche et qui, dans certains cas, peut la rompre en son centre. La lame (ou   tampon)   qui subsiste entre les   traus .   et g est indiquée par la lettre j; elle est rattachée à l'ébauche par sa périphérie sur une longueur (suivant l'axe) sensiblement inférieure à celle par laquelle se trouvait rattachée   l'épais**   seur de métal f, ce qui facilite le poinçonnage final de la dite lame.

   Le refoulement du métal par l'action du poinçon 32 réduit la quantité de métal formant la lame ou   tampon'.'   en raison du fait qu'une partie dudit métal est refoulée vers l'extérieur et qu'elle vient remplir la matrice au voisinage de la partie supérieure de   l'ébauche.   



   La lame de métal j poussée vers le haut par l'action du poinçon   32   peut, si on le   , de ¯1*ébauche, désire, être pressée au-delà de la face supérieure/   dans l'espace formé par le creux 30 de l'outil   29.   



  Les dimensions de ce creux déterminent dans quelle mesure les pressions peuvent être concentrées pour repousser le métal contre les faces latérales de la matrice à la partie supérieure de l'ébauche. La distance sur laquelle cette opération est exécutée dépend de l'importance du travail nécessaire, pour une ébauche déterminée, pour refouler le métal de l'ébauche dans la matrice, près de sa surface supé- rieure, après l'achèvement de la première opération. 



   Pendant la seconde   opération.   on empêche les pressions de s'élever jusqu'à une 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 valeur qui aurait pour effet de détruire ou   d'en-   dommager l'outil : ce résultat est obtenu en lais- sant à découvert des parties de l'ébauche pour per- mettre l'écoulement de tout excès de métal. La face inférieure de l'ébauche est également à découvert et le métal est refoulé sur cette face pour former le bourrelet   i.   Le trou c,formé par le poinçon   25,   est ouvert, lui aussi, ce qui permet au métal de la lame j de s'écouler librement vers la surface supérieure de l'ébauche.

   Dans le mode préféré d'exécution de l'invention, le   congé b   formé au début sur l'ébauche n'est que partiellement refoulé, grâce à quoi   l'ébau-   che vient sensiblement remplir la matrice près des centres des faces planes du prisme hexagonal et se trouve chanfreinée au sommet des arêtes séparant les faces planes, ainsi que cela est désirable dans l'écrou fini,, 
L'ébauche est alors extraite de la matrice   27,   par exemple par retrait de l'outil 29 et par éjection au moyen de l'outil 31 que   l'on fait   avancer, ou de toute autre manière; la dite ébauche est placée ensuite dans une matrice 34 semblable, à tous égards, aux matrices 18 et   27.   Une bague 35 peut être prévue dans la matrice 34 pour empêcher la déformation du retrait d.

   Un outil 36 comportant un alésage axial 37 de diamètre sensiblement égal à celui que l'on desire donner au trou axial de   l'ébau-   che d'écrou est descendu contre la surface supérieure de l'ébauche. Un outil correspondant 38 comportant un alésage axial 39 est poussé contre la surface infé- rieure de   l'ébauche.   Ces deux outils 36 et 38 apla- tissent et finissent les surfaces supérieure et infé- rieure de l'ébauche, le bourrelet i formé par l'outil 31 étant refoulé dans le métal, rendant cette opéra- 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 tion, le métal, bien qu'il soit arrêté vers l'ex- térieur par la matrice 34, peut refluer librement dans les trous et g, ce qui fait que les outils 36 et 38 peuvent être rapprochés l'un de l'autre pour délimiter exactement la hauteur que doit avoir l'ébauche d'écrou,

   tout le métal en excès de l'é- bauche pouvant refluer dans les trous. Un poinçon emporte-pièce 40 est disposé, de manière à pouvoir coulisser, dans l'alésage 39 de l'outil 38 : ce poinçon sert à couper la lame de métal restant dans l'ébauche et à former ainsi le trou axial. Pendant que l'ébauche est maintenue dans la matrice 34, entre les outils 36 et 38, le poinçon 40 est   deplacé   en avant; dans ce mouvement, ledit poinçon cisaille le métal et achève la formation du trou axial. 



   Il est clair que, en poinçonnant la lame ou cloison j et tout excès de métal de l'é- bauche, pour former le trou pendant que la dite ébauche est maintenue saisie dans la matrice 34 et entre les outils 36 et 38, on évite toute déformation, par l'action du poinçon, de l'ébauche préalablement conformée ; de plus, le trou obtenu est d'équerre avec les faces supérieure et inférieure de l'ébauche et son axe coïncide exactement avec celui de la   périphé-   rie de cette   dernière..6.   la fin de cette opération, l'ébauche d'écrou finie, telle que la contre la figure 11, peut être   éjectée   de la matrice 34 par tout moyen approprié et, par exemple, en faisant glisser en avant l'outil 38. 



   Si on le désire, l'opération d'a- platissement et de finissage des faces extrêmes de l'ébauche peut, bien entendu,   être   exécutée dans une matrice distincte au moyen de deux pistons opposés à face plane: 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 
Le procédé a été représénté et décrit dans le cas où les diverses opérations sont exécu- tées dans des matrices séparées. Il est bien enten- du que le procédé n'est, en aucune manière, limité à ce type de machine et qu'il pourrait également être appliqué au typede machine dans lequel une ébauche est introduite dans la cavité d'une matrice et est ensuite amenée par la dite matrice à   l'ali-   gnement des outils nécessaires à l'exécution des diverses opérations, pour être finalement éjectée de la cavité.

   De même, le procédé pourrait être appli- qué à tout autre type d'appareil. 



   Les figures 7 à 9 montrent des outils pour la mise en oeuvre d'un mode d'exécution modifié de l'invention. Dans cette variante, l'ébauche est saisie dans la cavité d'une matrice fendue 41 et elle est percée simultanément, à partir des faces extrêmes opposées, au moyen de deux outils opposés 44 et 46.

   De même que dans le mode de réa- lisation ci-dessus   decrit,   la matrice peut, si on le désire, être munie d'une bague 42 comportant un épaulement 43 qui fait saillie dans la cavité de la matrice pour former un retrait ménageant une sorte de rondelle sur la face inférieure de   l'écrou.   L'ou- %il 44 est muni d'un poinçon de perçage 45 et 1'outil 46 est, de même, muni d'un poinçon   47.   De préfé- rence, on donne au poinçon 45 une longueur sensible- ment supérieure à celle du poinçon 47 de manière à produire au début un écoulement axial du métal vers la face extrême inférieure et, par suite , à remplir la cavité de la matrice le long des côtés au voisinage de la dite face pour former des angles vifs et nets;

   Comme le montre le dessin, les faces planes   extrê-   mes des outils 44 et 46 sont raccordées aux poinçons 

 <Desc/Clms Page number 15> 

   ' '45   et 47 par des parties coniques 55 et 56,   respec"   tivement, ou de toute autre manière analogue. Comme on le voit sur la figure 7, les faces extrêmes planes des outils 44 et 46 peuvent, si on le désire, être amenées complètement en contact avec les surfaces extrêmes de l'ébauche. Ainsi que cela a déjà été dit plus haut, il est préférable de ne pas déplacer suf- fisamment les outils pour qu'ils exercent une pression, par leurs faces extrêmes, sur les faces extrêmes de l'ébauche, afin d'éviter le blocage du métal de l'é- bauche autour des poinçons.

   Dans certains cas, cepen- dant, ainsi qu'on l'a représenté pour ce mode de   raali-   sation, il est possible d'éviter la déformation des faces extrêmes pendant l'opération de perçage sans détruire les poinçons et l'on peut ainsi supprimer l'une des opérations du procédé conformément au mode de réa- lisation préféré. 



   A la fin de la première opération, telle que la représente la figure 7, l'ébauche est transférée à une matrice 48 sensiblement identique à la matrice 41 et munie, si on le désire, d'une bague 
50 correspondant à la bague 42. Au cours de cette opération, un outil 54 à face plane est abaissée contre la face supérieure de l'ébauche et, simultanément, un outil 51 muni d'un poinçon 52 est pressé dans l'ébauche à partir de la face inférieure. Cette opération fait refluer et sétaler la lame ou épaisseur de métal res- tant entre les trous formés par les poinçons opposés lors de la première opération ; cet écoulement du métal a lieu vers l'extérieur et vers la face supérieure de l'ébauche qui vient ainsi remplir la cavité de la matrice le long des côtés adjacents à la partie supé- rieure.

   En même temps, le poinçon 52 réduit la longueur 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 suivant l'axe, de la partie par laquelle la lame ou épaisseur de métal précitée se rattache à l'ébauche; dans certains cas, ledit poinçon peut rompre en son centre la lame précitée, comme le montre la figure 9. A la fin de l'opération, le métal constituant la lame en question est cisaillé et détaché de l'ébauche par tous moyens appropriés, par   exemple   à l'aide d'un simple poinçon ou bien à l'aide d'outils tels que ceux représentés sur la figure 6 sur laquelle l'ébauche est maintenue dans une matrice pendant qu'elle est poinçonnée. 



   Les figures 11 à 14 montrent d'autres variantes de l'invention. Dans le mode de travail illustré par ces figures, la première opération consiste à enfermer une ébauche 9 dans une matrice hexagonale 110 et à agir sur les faces opposées de la dite ébauche au moyen d'outils oppo- sés 111 et   112.   L'ébauche a' peut, si on le désire, être une pièce brute sensiblement cylindrique cisaillée sur l'extrémité d'une barre et ayant des faces opposées b' et c' sensiblement planes. Mais le plus souvent l'ebauche a' est soumise d'abord à une opération préliminaire de pressage ayant pour effet d'aplanir les faces, de supprimer toutes les irrégularités provenant du cisaillement et de former un biseau sur le bord de l'une des faces pour amor- cer le chanfrein. 



   L'outil 111 est disposé de   maniè-   rea se mouvoir parallèlement à l'axe de la cavité hexagonale de la matrice 110; il est muni à une ex- tremité d'un poinçon 113 destiné à pénétrer dans le métal de l'ébauche a' et à le refouler. Le poinçon 113 est raccordé au corps de l'outil 111 de toute manière appropriée, de préférence par une partie 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 conique 114. L'outil   111 peut   avoir une section transversale sensiblement circulaire, comme le montre la figure 11, pour s'engager entre les faces planes opposées de la cavité hexagonale de   la matrice ; peut aussi, si on le désire, avoir   une section transversale hexagonale pour s'ajuster exactement dans la matrice. 



   Gomme on lé voit .sur la figure 11, l'outil 112 peut être de section hexagonale pour s'ajuster, de manière à pouvoir y coulisser, dans    la cavité de la matrice ; présente à son extrémité   une face   115   sensiblement plane au centre de laquelle est formée une saillie 116 raccordée au corps de l'outil 112 par un épaulement conique   117.   



   Dans la première opération de   refou   lement, l'ébauche a' est placée dans la matrice 110 et est refoulée, dans la cavité de cette dernière, par les outils 111 et 112, le déplacement de l'ou- til 111 faisant pénétrer de force le poinçon 113 dans le métal de   l'ébauche.   L'outil 112 peut être déplacé également ou bien il peut être simplement maintenu en place pour permettre au métal de prendre appui contre la face 115 et la saillie 116. L'ac- tion du poinçon 113 a pour effet de refouler le métal de l'ébauche a' dans le sens radial dans la cavité de la matrice et d'obliger le dit métal à remplir avec netteté et précision les angles adja- cents à la surface 115 de l'outil 112. Pendant cette opération, un bourrelet de métal d' est formé autour du poinçon 113 sur la face supérieure b' de l'ébauche. 



  Le métal de l'ébauche est obligé de refluer vers l'outil 111, ce qui augmente la longueur de l'ébauche dans le sens de l'axe et, en raison du fait que la 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 résistance à l'écoulement du métal est plus grande à la périphérie de l'ébauche, contre les parois de la matrice 110, que dans la partie centrale ou le long du poinçon 113, le métal se trouvant à une certaine distance, vers   l'inté-   rieur, de la périphérie de l'ébauche   s'éboule,   dans le sens de l'axe, plus loin que celui qui se trouve contre la surface interne de la matri- ce et il en résulte la formation d'un chanfrein sur la face supérieure de   l'ébauche.   



   La saillie 116 de l'outil 112 pénètre dans le métal de l'ébauche et forme un creux f', de mêmes dimensions et forme que la saillie 116, sur la face inférieure c' de l'ébauche. La saillie figurée a une forme destinée simplement à produire un avant-trou (pour le trou de l'écrou), mais il est bien   en-   tendu qu'elle pourrait affecter toute autre forme désirée : c'est ainsi que la dite saillie pourrait être de même forme que le poinçon 113, mais plus petite que lui. Pendant l'opération de refoulement, le métal peut s'écouler libre- ment, dans le sens de l'axe, vers l'outil 111, car la face supérieure b' de l'ebauche n'est nullement enfermée, dans le sens radial, autour du poinçon 113.

   Ce dernier est pressé dans l'ébauche sur une distance déterminée et il 
 EMI18.1 
 bore-né bore forme un troü7z--'!ï separé du creux ff par une lame ou épaisseur de métal h'. L'épaisseur de cette lame de métal h' reste sensiblement constante   à   chaque refoulement de l'ébauche, bien que le volume de métal constituant l'ébauche initiale puisse varier dans une mesure appréciable. 



  Tout excès de métal dans l'ébauche reflue vers 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 le haut et vers l'outil 111 où bien augmente les dimensions du bourrelet d' autour du poin- çon 113 sans être coincé ou enfermé, ce qui engendrerait les pressions agissant sur les ou- tils. 



   A la fin de l'opération de   refou-   lement que montre la figure 11, les outils 111   et. 112   sont retires de 1'.ébauche et celle-ci peut être transférée à une matrice telle que la matrice 118 représantée sur la figure 12. La matrice 118 présente une cavité 119 fermée à une extrémité en   120.   Cette extrémité fermée 120 de la matrice est sensiblement plane dans sa partie centrale, tandis qu'à sa périphérie elle forme un chanfrein 121 à l'endroit des angles formés par l'intersection de chaque paire de faces planes adjacentes du prisme hexagonal. 



  Un outil 122 ayant une face travaillante 123 sensiblement plane avec une saillie centrale 124 est disposé de manière à pouvoir coulisser dans la cavité 119 de la matrice. De préférence la face 123 et la saillie 124 ont la même forme que la face 115 et que la saillie 116 de 1',outil 112. L'extrémité fermée 120 de la matrice 118 affecte la forme que l'on veut donner à la face supérieure ou face chanfreinée de l'écrou fini; de même la face 123 de l'outil 122 a, de préfé- rence, la forme que doit présenter la face infé- rieure finie de   l'écrou.   La cavité 119 de la matrice peut être ménagée dans un bloc plein, mais la matrice peut aussi être constituée par une série de pièces de toute forme appropriée assemblées et ménageant entre elles la cavité 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 119.

   L'extrémité fermée 120 dé la matrice peut être simplement constituée par la face antérieure d'un outil extracteur ou éjecteur maintenu fixe pendant l'opération de pressage. Un tel outil doit, bien entendu, être aussi d'un diamètre plus faible pour coulisser à travers l'extrémité 120. 



   L'outil 122 est introduit dans la cavité   119   de la matrice et il exerce une pression sur l'ébauche jusqu'à ce que la hauteur de celle-ci, dans le sens de l'axe, soit réduite à la valeur desi- rée; la face supérieure est amenée à la forme finale voulue par pressage contre l'extrémité fermée 120 de la matrice. rendant cette opération le bourrelet d' formé sur la face supérieure b' de l'ébauche au cours de la première opération est refoulé dans l'ébauche, tout excès de métal refluant dans le trou borgne g'. Le chanfrein e' formé par le refoulement du métal et par l'effet de retenue exercé par les parois de la matrice au cours de la première opéra- tion est amené à la forme finale voulue par le   chan**   frein 121 de la matrice 118.

   Tout excès de métal se trouvant primitivement dans l'ébauche a' est, de même, pressé dans le trou borgne g'- et, grâce à la Liberté laissée au métal pour s'ecouler dans le dit trou. les pressions engendrées par le déplacement de l'outil 122 sur la distance déterminée au préalable sont limitées à la valeur nécessaire pour produire l'écoulement du métal, sans jamais atteindre une valeur pour laquelle les outils seraient endommagés. 



   A la fin de cette opération, un trou axial est complètement poinçonné dans   l'ébau-   che à l'alignement du creux f' formé dans la face inférieure de l'ébauche et du trou g' percé dans 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 la face supérieure. De préférence, le trou est poinçonné au même diamètre que le fond plat du creux f', la partie conique de ce creux formant un avant-trou pour l'extrémité inférieure du trou. 



   Il va de soi, bien entendu, que les saillies 116 et 124 peuvent ne pas exister sur les outils représentés sur les figures 11 et   12   si on ne désire pas former l'avant-trou ou si on veut le produire de toute autre manière ou encore si le perçage partiel réalisé par les dites sail- lies est jugé inutile. De même, on peut donner aux outils 112 et 122 tout autre contour pour donner à la face inférieure de l'écrou fini toute forme désirée. 



     Une   variante de forme des outils pour l'exécution de la seconde opération est représentée sur la figure 13 qui montre également une disposition permettant de former sur la face inférieure de l'écrou une sorte de rondelle; cette disposition peut, bien entendu, être uti- lisée également avec le mode de realisation décrit en premier lieu. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 13, à la fin de la première opération de refoulement, l'ébauche est placée dans une matrice 125 qui l'enveloppe et elle est soumise à l'action d'outils opposés 126 et 127.

   L'outil 126 comporte une face plane 128 et une saillie 129servant à donner la forme finale voulue à la face inférieure de l'écrou; comme le montre le dessin, le dit outil est de section circulaire et il est disposé de manière à pouvoir coulisser dans une bague   130   maintenue dans la matrice 125 pour former sur 1'écrou un 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 retrait j'réalisant une sorte de rondelle. L'ou- til 126 est, de préference, poussé vers le haut jusqu'à une position dans laquelle il supporte l'ébauche d'ecrou avec son extrémité supérieure chanfreinée faisant saillie au-dessus de la face supérieure plane 131 de la matrice 125.

   Dans l'ou- til 127 est ménagé un creux 132, plan de préférence dans sa partie centrale et présentant un chanfrein hexagonal 133 qui sert à conformer et à amener l'extrémité supérieure de l'ébauche au profil désiré. L'outil 127 est abaissé contre la face supérieure, en saillie, de l'ébauche, la course de cet outil étant réglée à une valeur préalable- ment déterminée pour laquelle la hauteur de l'é- bauche, suivant l'axe, est réduite dans la mesure voulue, la dite ébauche recevant, grâce au creux 
132, la forme finale désirée.

   Pendant cette opé- ration, le bourrelet de métal   '   formé sur la face supérieure de l'ébauche est pressé dans le trou borgne g'. et de même une partie de tout excès de métal contenu dans l'ébauche est obligée de s'écouler dans le trou borgne g' comme dans l'opé- ration représentée sur la figure 12.

   Toutefois, l'outil 129 n'est pas conformé pour pénétrer dans la matrice 125; il présente une surface plane 134 s'étendant vers l'extérieur   au-delà,   du creux   132;   pendant le travail, la dite surface plane 134 s'approche de la surface extrême 131 de la matrice 
125 et elle provoque la formation   d',un   rebord k' ae métal qui se trouve chassé entre les dites sur- faces 131 et   134.   Le métal de la face inférieure de l'ébauche est pressé vers le bas contre la bague 130, ce qui donne lieu à la formation du- 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 du creux j': et ce qui complète le remplissage des angles de la face inférieure immédiatement au- dessus du creux.

   Le reste de tout excès de métal de l'ébauche est refoulé dans le rebord k', ce qui fait que l'ébauche se trouve réduite à la hau- teur désirée, suivant l'axe,   pendant.qu'elle   est maintenue, à l'extérieur, par la matrice 125, le métal en excès refluant soit dans le trou borgne   g'-',   soit vers l'extérieur dans le rebord k'. De 'même que dans les precédentes opérations, les pressions développées dans l'ébauche sont limitées grâce au fait que le trou borgne g' est laissé libre et que le métal peut refluer librement à l'intérieur de ce trou. 



   Sur la figure 14, on a représenté une organisation d'outils qui peut être utilisée, comme autre variante, pour amener l'ébauche, par pression, à la hauteur voulue dans le sens de l'axe et pour poinçonner le trou axial dans la dite ébauche. Cette dernière est placée dans une matrice 135 qui l'enveloppe et elle est attaquée, sur ses faces opposées, par des outils creux 136 et 137 qui exercent une pression ayant pour effet de donner à l'ébauche les dimensions voulues et de la   maintehir   fermement afin de la soustraire à la distorsion.   Un   poinçon 138 est monté de manière à pouvoir coulisser dans l'outil creux 137 et, après que l'ébauche a été amenée par pression à la hauteur voulue dans le sens de l'axe, ledit poinçon est entièrement enfoncé de force dans   l'ébauche :

     dans son mouvement, le poinçons'engage de préfé- rence dans le creux f', puis il cisaille la lame de métal h' en rabotant le métal qui avait été refoulé 

 <Desc/Clms Page number 24> 

 dans le trou g' lors des opérations de finissage des faces extrêmes. Si un retrait formant une être sorte de rondelle doit produit sur l'ébauche, la matrice 135 peut être munie d'une bague 139 dans laquelle coulisse l'outil 137. Cette bague 139 est pressée dans le métal pour former le retrait j' et elle complète le remplissage des angles inférieurs de la même manière que la bague 130 précédemment décrite.

   L'ébauche se trouvant main- tenue dans les limites de la matrice pendant   l'opé-   ration de finissage des faces extrêmes, puis pen- dant l'opération de poinçonnage, elle se trouve percée d'un trou axial qui a exactement même axe que   l' ébauche   et qui est aussi exactement perpen- diculaire aux faces extrêmes, grâce au fait que l'opération de poinçonnage est exécutée pendant que l'ébauche est fermement maintenue et sous- traite à la distorsion. 



   Lorsque les faces extrêmes de l'ébauche sont finies avec le type d'appareil représenté sur la figure 13, le rebord k' peut être cisaillé soit au cours d'une opération dis- tincte, soit lorsque l'ébauche est placée dans la matrice 135, soit de toute autre manière convenable. 



   Il est évident aussi que, si on le désire, l'opération de poinçonnage peut être exécutée en combinaison avec l'opération de finis- sage de la face extrême telle que la représente   la,   figure 13. Ceci peut être réalisé en donnant à l'outil 127 la forme d'un outil creux,   comne   pour l'outil 136, en agissant de la même manière pour l'outil 126 et en montant dans cet outil, de façon qu'il puisse y coulisser, un poinçon emporte-pièce 

 <Desc/Clms Page number 25> 

 
 EMI25.1 
 correspondant au poinçôn 138..prèsque l'outil 
127 a été abaissé de la distance voulue et que la face extrême de l'ébauche a été amenée au profil final voulu, le poinçon emporte-pièce peut être poussé à travers l'ébauche sans que les ou- tils cessent d'exercer leur pression sur les faces latérales et extrêmes.

   Le rebord k' peut être ensuite cisaillé de toute manière appropriée et l'ébauche est terminée. 



   De même, l'opération de poin- çonnage peut être combinée avec l'opération exé- cutée par les outils que représente la figure 12 : il suffit de prévoir une ouverture dans l'extrémité   fennée   120 de la matrice 118 et de monter dans l'outil 122 le poinçon de manière qu'il puisse coulisser dans le dit outil. D'autre part,   l'opé-   ration de poinçonnage peut-être exécutée à partir de la face supérieure de l'écrou, si on le désire, en disposant le poinçon dans les outils 117, 127 ou 136. 



   Une opération de poinçonnage final pour cisailler la lame de métal restant dans l'ébauche peut être réalisée en plaçant   sim-   plement l'ébauche sur une plaque de support concen-   triquement   à un trou percé dans ladite plaque, puis en refoulant un poinçon à travers l'ébauche de manière à cisailler la lame de métal et à la chasser à travers le trou de la plaque de support.' Cette organisation pour le poinçonnage final de l'ébauche à découvert peut être utilisée, à titre de variante, en combinaison avec   1'.,un   quelconque des modes de réalisation de l'invention ci-dessus décrits. 



   Il est bien entendu que l'on 

 <Desc/Clms Page number 26> 

 peut donner aux divers outils de perçage toutes formes appropriées pour produire-le refoulement (ou   écoulementà   désiré du métal et que l'on peut appliquer les divers modes de réalisation qui ont été décrits sans utiliser la bague maintenue dans les matrices et destinée à former une sorte de rondelle sur la face inférieure de l'écrou, De plus, l'avant-trou formé à l'extrémité du trou de l'écrou peut être utilisé ou non ; il peut même, si on le désire, être prévu aux deux extrémités du trou au lieu de l'être seulement à une extrémité   comne   dans le mode d'exécution préféré. Diverses autres modifications peuvent être apportées à la forme des outils et à la construction des matrices.

   La caractéristique essentielle de l'intention réside dans le moyen consistant à obtenir l'écoulement (ou refoulement) désiré du métal quelles que soient la forme et les dimensions des outils utilisés. 
 EMI26.1 
 RriT:TICA.TIOT3S 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. Procédé pour la fabrication d'é- crous et autres objets analogues par travail à froid, caractérisé par le fait qu'on refoule une ébauche à l'intérieur d'une matrice en enfonçant des outils dans ladite ébauche dans le sens de son axe, qu'on forme au moins un trou borgne dans l'e- bauche pendant que la surface par laquelle pénètre l'outil de perçage est libre et qu'on forme un trou axial dans l'ébauche en débouchant, par poin- çonnage, le trou borgne précité .

2. Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par le fait qu'on enferme une ébauche relativement grossière et n'ayant pas les dimensions <Desc/Clms Page number 27> requises dans une matrice polygonale et qu'on y forme un trou borgne par poinçonnage à unr profondeur déterminée au préalable à partir de l'une au moins de ses faces extrêmes pendant que ladite face est laissée libre, afin de permettre l'écoulement au- tour de l'outil de perçage, et dans le sens de l'axe, de tout excès de métal.

3. Procédé tel que revendiqué sous 1) ou 2) caractérisé par le fait qu'on dorme la forme requise à la face extrême de l'ébauche avant l'opé- ration de poinçonnage précitée en exerçant sur elle un( pression pendant qu'une partie au moins du trou borgne reste libre intérieurement afin de permettre. l'écoulement de tout excès de métal dans ledit trou, cet excès de métal étant enlevé lors de l'opération de poinçonnage.

4. Un procédé tel due revendiqué en 1), 2) ou 3) caractérisé par le fait quèon forme dans lêbauche des trous borgnes à partir des faces oppo- sées de ladite ébauche,, de manière à laisser dans celle-ci une lame ou épaisseur de métal, qu'on réduit l'épaisseur de cette lame dans l'ébauche en y enfon- çant un poinçon partir de l'une de ses extrémités et qu'on cisaille ensuite le métal formant ladite lame au cours de cette opération de poinçonnage.

5. Un procédé tel que revendiqué en 1), Z) ou 3) caractérisé par le fait qu'on forme un trou borgne dans l'ébauche sur une profondeur au moins égale à la moitié de la longueur axiale de la- dite ébauche, en y laissant une lame ou épaisseur de métal, qu'on produit le refoulement (ou l'écoulement) du métal de l'ébauche vers l'extérieur en poinçonnant de nouveau la lame précitée d'un côté seulement et <Desc/Clms Page number 28> qu'on cisaille cette dernière au cors de ladite opération de poinçonnage.

6. Un procédé tel que revendiqué en 1), 2) ou 5) et caractérisé par le fait qu'on forme un. trou borgne dans l'ébauche dans les conditions spécifiées sous 5) et ou'on poinçonne en dernier lieu la lame ou épaisseur de métal à l'alignement au trou borgne, à partir de la surface extrême opposée .

7. Un procédé tel que revendiqué dans l'une puelconque des revend testions précédentes, procédé caractérisé par le fait que l'ébauche est enfermée dans la matrice et maintenue par un outil opposé à l'outil de perçage et ayant, si on le dé- sire, une saillie destinée à former un creux ou avant-trou correspondant dans l'ébauche à l'opposé du trou borgne.

8. Un procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précé- dentes, procédé caractérisé par le fait qu'on ::..'orme un épaulement périphérique, constituant une sorte de rondelle, sur l'une des faces extrêmes de 1'ébauche, de préférence pendant l'une des opéra- tions de perçage ou de conformation précitées.

9. Un procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précéden- tes, procédé caractérisé par le fait que l'opéra- tion de poinçonnage est exécutée sans que la pres- sion appliquée pour conformer l'ébauche soit relâchée.

10. Un procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précéden- tes, procédé caractérisé par le fait que la ou les opérations de perçage sont réalisées de manière à <Desc/Clms Page number 29> produire l'écoulement du métal dans le sens de l'axe, vers l'outil de perçage et de manière que ledit écou- lement soit plus prononcé près de l'outil précité qu'au voisinage des parois de la matrice.

11. Un procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précitées, procé- dé caractérisé par le fait que la pression appliquée pour donner: sa forme à l'ébauche produit un chanfrein périphérique sur l'une des faces extrêmes de ladite ébauche.

RESUME SUCCINCT Procédé pour la fabrication d'écrous ou d'objets analogues par travail à froid, dans le- quel une ébauche est laissée libre pendant quelle est soumise à l'action des outils afin de permettre le refoulement ou écoulement du métal dans des conditions satisfaisantes et d'assurer l'obtention de produits finis sans défauts.