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Procédé et dispositif pour la fabrication à chaud d'articles métalliques.
L'invention concerne un procédé et un dispositif nou- veaux et perfectionnés pour le forgeage à chaud d'une série d'ar- ticles métalliques de même forme tels que, par exemple, des écrous, boulons, rivets, rondelles, manchons, colliers et arti- cles métalliques semblables de forme extérieure courbe ou poly- gonale, pleins ou annulaires, ces articles étant fabriqués hors d'une barre que l'on chauffe au four jusqu'à ce qu'elle devienne malléable, que l'on débite en flans, ceux-ci étant façonnés en les introduisant, les uns à la suite des autres, dans une matrice et les mettant sous pression, de façon à donner au flan la forme de la pièce particulière désirée.
Il existe deux genres bien distincts de procédés pour la fabrication de ces articles. Le premier, à froid, exige des machines encombrantes, compliquées et lourdes réalisant de multipl-
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opérations, pour obtenir, d'une bande ou d'une barre froide et peu malléable, l'article désiré. Le second, à chaud, porte la matière ou le flan, dont il faut former l'article désiré, au rouge pour le rendre plus malléable. De cette manière, l'arti- cle peut être formé et façonné dans des matrices, en moins d'opé- rations et au. moyen de machines plus petites, moins compliquées ou moins lourdes.
Dans les deux procédés, les matrices sont sou- mises à forte usure ; dansle procédé à froid, parce que le métal à travailler est' relativement peu malléable, et dans le procédé à chaud, parce qu'il y a toujours de l'oxyde durci et d'autres pellicules qui se forment sur la surface des ébauches portées au rouge et déformées dans les matrices. Il s'ensuit que les matri- ces doivent être remplacées de temps à autre, ce qui représente une dépense importante et une perte de temps dans l'emploi de la machine. De plus, dans le procédé à chaud, la présence d'oxyde ou de battitures oblige à les enlever par apprès, et l'article fini a nécessairement des dimensions plus petites que les dimen- sions intérieures correspondantes de la matrice ou des matrices dans lesquelles l'article est formé.
Comme l'épaisseur de la pel- licule d'oxyde est un facteur variable dépendant de l'état de la matière traitée et des conditions-régnant dans le four utilisé pour chauffer la matière, l'article fini ne peut jamais avoir avec précision les dimensions intérieures de la matrice, c'est- à-dire que les tolérances de fabrication doivent toujours être relativement grandes.
Les buts de l'invention sont de créer: un procédé perfectionné pour le forgeage à chaud d'ar- ticles métalliques du type précité, dans lequel l'usure de la ou des matrices est très fortement réduite comparativement au procédé de forgeage à chaud existant, grâce auquel on économise une grande partie des dépenses et du temps de réparation, les articles pouvant être fabriqués de manière plus économique et
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avec un meilleur rendement ;
un procédé perfectionné pour la fabrication des articles précités dans lequel la quantité d'oxyde indésirable sur les ébauches à former dans la ou les matrices est considérablement réduite, de sorte qu'en plus de l'augmentation de la durée de la ou des matrices, on obtient un article fini de dimensions beau- coup plus proches des dimensions intérieures de la ou des matri- ces que ce n'était possible antérieurement et beaucoup plus préci- ses, article demandant beaucoup moins d'opérations ultérieures, c'est-à-dire qu'il y a beaucoup moins d'oxyde à enlever, après que l'article a été amené à sa forme définitive dans la ou les matrices;
un procédé et un appareillage permettant d'utiliser comme matière première des barres métalliques ayant des tolérances de dimension en section transversale allant jusqu'à un millimètre, pour fabriquer des produits de dimensions régulières et très pré- cises, de sorte que l'on peut utiliser la même matière première de même précision pour fabriquer des écrous et leurs boulons cor- respondants, si on le désire; une machine relativement légère et compacte pour l'ap- plication du nouveau procédé, qui soit d'un maniement facile, ne consomme pas beaucoup d'énergie, et puisse travailler plus rapidement que les machines antérieures, augmentant ainsi le nombre de pièces qui peuvent être fabriquées en un temps donné.
Conformément à l'invention, le procédé comprend la ou les opérations nouvelles et supplémentaires consistant à débarras- ser de l'oxyde ou des battitures les flans, métalliques chauds et malléables avant de les presser dans la ou les matrices de fa- çonnage. Ceci .se fait en soumettant deux faces opposées du flan à un serrage ou pré-compression, tout en laissant les autres fa- ces libres de se dilater dans une direction perpendiculaire à celle du serrage de façon que ces dernières, sous l'effet du serrage, perdent leur pellicule d'oxyde. Ainsi les flans perdent,
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chacun à leur tour, leur oxyde et pénètrent successivement dans la matrice avec leurs faces dilatées se présentant à la surface de façonnage de la matrice.
De préférence, on détache la pellicule d'oxyde en laissant - rouler ou glisser, par gravité, les flans dans une glissière inclinée vers le bas. La glissière est de préférence incurvée et a une section transversale telle que les flans bu- tent contre les parois de la glissière courbe, ce qui facilite encore le détachement de l'oxyde avant l'entrée des flans dans la ou les matrices.
Cette opération de serrage ou pré-compression n'est pas poussée au delà de ce qu'il faut pour faire craquer et tomber la pellicule recouvrant le flan, sans augmenter les dimensions de celui-ci au point qu'il -ne puisse plus entrer facilement dans la matrice de façonnage. Ainsi, il n'y a pas de perte de matière par coupure des bords extérieurs du flan pressé dans la matrice. On y parvient en découpant des flans et en utilisant de la matière première de dimensions suffisamment petites pour que les flans soient déformés suffisamment,pendant l'opération de pré-compres- sion, pour que l'oxyde s'en détache, mais pas suffisamment pour qu'ils serrent dans la matrice.
Cette opération de serrage, à degré réglable, permet d'utiliser de la matière première à dimen- sions moins précises, puisque le flan est, en fait, légèrement r amené aux dimensions voulues avant d'être mis dans la matrice.
De préférence, avant d'être découpée en flans, la matière première est amenée, en traversant le four de chauffe, dans une position de découpe dans laquelle les flans sont décou- pés les uns à la suite des autres dans un sens transversal par rapport à la longueur de la barre à découper et les flans se déplacent en succession le long d'une trajectoire courbe de ma- nière à tourner pratiquement d'un angle droit pour arriver dans leur position de forgeage, dans laquelle ils sont immédiatement travaillés au moyen d'un ou plusieurs outils associés à la ma-
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trice et se déplaçant dans un sens pratiquement perpendiculaire au sens de déplacement de la matière première dans le four.
On peut ainsi placer le four assez près de la presse pour que les flans ne puissent refroidir sérieusement entre le découpage et le forgeage dans la matrice, tout en permettant, mal- gré la proximité du four, un accès facile de l'opérateur à la matrice et aux outils.
L'invention comprend en outre l'appareillage pour l'exé- cution du procédé conforme à la présente invention, un tel appa- reillage comprenant un four pour chauffer une barre à une tempé- rature où celle-ci devient malléable, un dispositif pour avancer la matière première dans et au-delà d'une extrémité du four, un dispositif place devant cette extrémité du four et servant à dé- biter la barre en flans, un dispositif pour serrer chacun des flans sur -deux faces opposées, les autres faces restant libres de se dilater dans un sens transversal à celui du serrage, un dispositif pour débarrasser les faces dilatées de leur pellicule d'oxyde, une matrice de façonnage pour recevoir l'un après l'autre les flans aplatis,, un dispositif pour insérer successivement les flans dans la matrice avec leurs faces dilatées en regard de la surface de façonnage de la matrice,
un dispositif pour sou- mettre chaque flan quand il se trouve dans la matrice, à une compression dans un sens correspondant à celui de la pré-compres- sion et un dispositif pour enlever de la matrice la pièce façonnée
Une forme d'exécution particulière de la présente in- vention appliquée à la fabrication des écrous, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue de face, avec des parties des volants de commande arrachées, d'une machine à fabriquer les écrous, la machine étant vue du four ou du côté de l'alimenta- tion à chaud.
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La figure 2 représente la machine vue de la droite de la figure 1, avec un bord du four.
La figure 3 est une vue en plan, partiellement en coupe, de la machine des figures 1 et 2, montrant l'emplacement des dif- férents postes où s'effectuent les opérations nécessaires à la fabrication d'écrous hors de barres rondes chauffées.
La figure 4 est une vue de profil du mécanisme d'ali- mentation, suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une vue en bout du mécanisme d'alimenta- tion suivant la ligne V-V de la figure 4.
La figure 6 est une vue de profil du mécanisme de décou- page dans sa position 1 et une partie du mécanisme de pré-compres- sion, suivant la ligne VI-VI de la figure 3.
La figure 7 est une vue en plan des mécanismes de dé- coupage et de pré-compression, dans la position de la figure 6.
La figure 8 est semblable à la figure 6; les mécanismes se trouvant dans la position 2.
La figure 9 est une vue en plan de la figure 8.
La figure 10 est semblable à la figure 6, les mécanis- mes se trouvant dans la position 3.
La figure 11 est une vue en plan de la figure 10.
La figure 12 est une coupe verticale, les parties non intéressantes étant omises, du mécanisme de pré-compression, sui- vant les lignes XII-XII des figures 1 et 3.
La figure 13 est une représentation schématique du mé- canisme d'alimentation de la presse, les parties non intéressantes étant omises, suivant la ligne XIII-XIII des figures 1 et 3.
La figure 14 est une coupe horizontale, avec des par- ties découpées, des mécanismes de formation et de poinçonnage de l'écrou, dans leur position 1.
La figure 15 est une vue de face de la matrice de l'é- crou hexagonal, représentée en coupe à la figure 14.
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La figure 16 est semblable à la figure 14, les mécanis- mes se trouvant dans la position 2.
La figure 17 est semblable à la figure 14, les mécanis- mes se trouvant dans la position 3, ce qui correspond à la vue de la figure 13 prise de la ligne XVII-XVII.
La figure 18 est une coupe verticale prise par le centre du mécanisme de poinçonnage, suivant la ligne XVIII-XVIII de la figure 17.
La figure 19 est semblable à la figure 14, les mécanis- mes se trouvant dans la position 4.
Les figures 1 et 2 représentent une vue extérieure d'une machine compacte pour l'alimentation, le découpage, la pré- compression, et le forgeage ou'façonnage d'écrous hors de barres rondes. La barre 20 est d'abord chauffée dans un four 21 (voir figures 2, 3 et 4) à une température à laquelle la barre métallique devient malléable, soit le rouge cerise, c'est-à-dire entre 900 C et 1100 C ou environ 1000 C. Le four 21 représenté est monté sur roues 22 roulant sur des rails 23, dans le but de pou- voir le retirer facilement du voisinage de la machine quand il y a des réglages à faire, quand il faut réparer ou remplacer les ma- trices pour façonner d'autres objets.
La barre 20 portée au rouge est retirée par intermitten- ce du four 21 au moyen du mécanisme d'alimentation 30 (voir figu- res 3, 4 et 5) monté sur la machine et commandé en synchronisme avec celle-ci. Le mécanisme d'alimentation représenté comprend une paire de roues à gorges entaillées 31 et 32. La barre 20 est prise entre les deux gorges adjacentes de sorte que, lorsque les roues tournent d'une fraction de tour, elles introduisent une longueur déterminée de barre dans la machine, jusqu'à ce que la barre bute contre un arrêt escamotable 33 (voir figures 3, 4, 7,
9 et 11). L'écartement axial entre les deux roues d'alimentation
31 et 32,peut être réglé au moyen d'une vis papillon 34, ces deux roues étant mises en mouvement par intermittences au moyen de
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l'arbre à cames 36, par l'intermédiaire d'un mécanisme 35.
Dès que le bout de la barre chaude 20 vient toucher la butée 33 (voir figures 4 et 7), la barre est bloquée contre la mâchoire fixe '37 par une mâchoire mobile 38 commandée par la came 39 de l'arbre 36 (voir figures 3 et 5) .
Quand le bout de la barre chaude est bien serré ,le mécanisme découpeur ou cisailleur 40 vient sectionner le bout de barre délimité par la butée 33 et les mâchoires 37 et 38, de façon à former un flan en forme de lingot cylindrique 41 (voir figures 10 et 11) qui est amené simultanément en position de serrage ou de pré-compression, pour enlever la pellicule d'oxyde qui s'est formée sur sa surface cylindrique pendant qu'il traver- sait le four 21. Il n'y a pratiquement pas d'oxyde sur les faces planes ou bases des flans cylindriques, par lesquelles ces flans ont été détachés de la barre.
Le mécanisme de découpage 40 comprend un couteau amo- vible 42 dont le tranchant coïncide avec le bord surplombant de la mâchoire fixe 37 de manière à faire une section transversale propre dans la barre 20 (voir figure 9). Quand le mécanisme de découpage est amené vers la droite pour découper le lingot 41, au moyen d'une came 43 de l'arbre à cames 36, une mâchoire pivotante 44 montée en 45 sur le mécanisme de découpage mobile est mainte- nue dans la position représentée sur la figure 8 par un ressort 46, de manière à immobiliser le flan 41 contre la lame du cou- teau 42 quand il est découpé et amené dans la position de pré- compression.
La mâchoire pivotante 44 est dégagée de sa position de serrage et maintenue dans sa position 1 représentée aux figures 6 et 7, contre l'action du ressort 46, au moyen de la roulette 47 immobilisée par la surface de came 48. En même temps que le déplacement vers la droite du mécanisme de découpage, la butée 33 recule de sa position de la figure 9 dans sa position enfoncée représentée à la figure 11, afin de ne pas gêner le mouvement du mécanisme 40. Dès que le lingot 41 est amené dans sa position de
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serrage ou de pré-compression représentée aux figures 10 et 11, le mécanisme de pré-compression, préparation ou serrage 50 est avancé de manière à.
serrer le flan 41, entre ses deux bases fraî- chement découpées, contre la surface fixe 51, de sorte que, lorsque le mécanisme de découpage 40 est retiré vers la gauche dans la position représentée aux figures 6 et 7, la mâchoire pivo- tante 44 pivotera, à l'encontre de l'action du ressort 46, et glissera au-dessus du flan immobilisé 41.
Le fonctionnement du mécanisme de pré-compression 50 peut être décrit le mieux en se référant à la figure 12 qui est une coupe verticale des parties essentielles du mécanisme.
Le mouvement de va-et-vient du mécanisme 50 est réalisé au moyen de deux cames parallèles 60 et 61 montées sur un arbre à cames 63. La came 61 commande une roulette 64 montée sur un bras 65 pivotant, à un bout, sur le bâti 66 de la machine, en 67, et relié par une bielle 68 au mécanisme de pré-compression 50 réglable longitudinalement. Ce mécanisme comprend deux pièces cylindriques filetées 52 et 53 vissées l'une dans l'autre, de manière à pouvoir ajuster la longueur du mécanisme 50 et à bloquer celui-ci au moyen d'un écrou de blocage 54.
La pièce 53 est reliée à la face de compression amovible 55 par l'intermédiaire d'un tube creux 56 contenant un ressort de pression 57 dont l'effort peut être réglé au moyen du chapeau de vis 58 et son écrou de blocage 59. L'action du mécanisme 50 est ordonnée de telle façon qu'aussi longtemps que le mécanisme de coupe 40 et la mâchoire 44 ne sont pas ramenés dans la position des figures 6 et 7, le flan 41 est maintenu serré entre les faces 51 et 55 uniquement par la pression du ressort 57 poussant entre les pièces 53 et 56.
La came 60, par un changement du profil, pousse l'extrémité inté- rieure de la pièce 53 contre l'épaulement formé dans la pièce 56 et amène la surface 55 vers la droite de manière à comprimer le flan chaud 41 d'une quantité donnée, déterminée par le réglage de la position relative des pièces 52 et 53 vissées l'une dans
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l'autre. Il s'ensuit, dans l'appareil particulier décrit, que le flan 41 est aplati et a maintenant la forme d'un disque épais 41' (voir figures 6 et 7), pas suffisamment mince c'est-à-dire pas suffisamment grand pour ne pas entrer facilement dans la matrice de façonnage qui sera décrite ci-après.
Cette opération a lieu quand le mécanisme de coupe 40 se trouve dans sa position 1, prêt à recevoir la nouvelle extrémi- té de la barre 20. Le flan ou bloc 41, en se transformant en dis- que 41', se dilate à sa surface extérieure libre ou cylindrique de sorte que la pellicule d'oxyde qu'il porte et qui n'a pas la même élasticité que le métal malléable chaud, se détache de la surface de celui-ci et une grande partie de la pellicule craquelée s'évacue par le dégagement 69 pratiqué dans le bâti de la machine (voir figure 12). Comme indiqué plus haut, les deux bases du flan 41, ayant été fraîchement découpées dans la barre chaude 20, ne portent pratiquement pas de pellicule d'oxyde parce qu'elles n'ont pas été exposées à la chaleur du four 21.
Ces deux faces opposées du flan 41 peuvent être prises entre les surfaces paral- lèles de compression 51 et 55, puisqu'elles ne doivent pas être déformées pour les débarrasser de l'oxyde. Ainsi seules les sur- faces oxydées du flan 41 sont déformées et le disque résultant 41' est pratiquement exempt d'oxyde sur toutes ses faces.
Le mécanisme de pré-compression 50 est dégagé par l'ac- tion de la came 61 contre la roulette 70 d'un levier 71 pivotant en 72 sur le bras 65. La roulette 70 est appliquée contre la came 61 par le ressort 73 placé dans le manchon 74 vissé sur le bout du levier 71 opposé à La roulette 70. Ainsi, en faisant glisser le mécanisme 50 vers la gauche dans ses glissières montées en ali- gnement au-dessus du bâti 66, on met l'épaulement 77 de la pièce 53 en contact avec l'intérieur du chapeau taraudé 58 et on écarte la surface 55, l'amenant dans la position des figures 9 et 12.
Le disque 41' libéré peut rouler ou glisser, par son poids, dans la glissière inclinée 80 jusqu'à la partie suivante de la machine.
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Pendant cette descente du disque, la pellicule détachée qui adhé- rerait encore à la surface cylindrique du disque, tombera par le roulement ou le glissement le long de la glissière.
L'enlèvement de l'oxyde pendant la descente du disque dans la glissière est encore facilité par la courbure de la glis- sière et par la forme de sa section transversale correspondant pratiquement aux dimensions extérieures du disque, celui-ci butant contre les parois de la glissière pendant sa chute. La glissière est munie d'une rainure 81 par laquelle les pellicules d'oxyde détachées s'évacuent par le dégagement 69, ce qui évite que la glissière soit obstruée par les déchets.
De plus, la chute du disque 41' de sa position de pré- compression entre les surfaces 51 et 55 dans la glissière 80, aide à détacher les pellicules qui ne seraient pas tombées pendant l'opération de pré-compression.
Dans le dispositif représenté, la glissière est recour- bée de 90 et sa largeur n'est que légèrement supérieure à l'é- paisseur, prise dans le sens axial, des disques pré-comprimés, de sorte que les disques eux-mêmes tournent d'un angle droit dans leur descente de la position de découpage à un bout de la glis- sière jusqu'à l'autre bout de celle-ci, là où se trouve la ma- trice 111 (voir figure 14) dans laquelle le flan en forme de dis- que sera forgé.
Grâce à la forme de la glissière, les outils associés à la matrice peuvent se mouvoir dans une direction perpendiculaire à l'avancement de la matière première dans le four. Celui-ci peut donc être placé assez près de la presse pour empêcher un refroi- dissement sérieux des flans dans leur acheminement vers la matri- ce après le sectionnement, sans cependant gêner l'accès à la ma- trice et aux outils associés de l'opérateur.
Si le four était placé à côté du mécanisme de commande des outils associés à la presse, la matière première se déplaçant - donc parallèlement au mouvement des outils, on ne pourrait accé-
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der facilement à la presse et aux outils pendant le travail, que si le four était tellement écarté de la presse que le chemin par- couru par les flans de la sortie du four à la matrice serait no- tablement plus long que dans la disposition ici décrite, de sorte qu'il y aurait à craindre un sérieux refroidissement des flans et un forgeage beaucoup plus difficile qu'avec la machine représentée ici.
Le mécanisme particulier de forgeage et de façonnage de l'Ébauche d'écrou sera décrit à présent. Il faut remarquer que l'ébauche d'écrou obtenue par le procédé et avec l'appareillage conformes à l'invention est lisse, non oxydée et à bords vifs et que la seule opération à faire après le traitement pour obte- nir un produit fini, est le taraudage de l'écrou.
On peut utiliser n'importe quel appareil connu pour for- ger à chaud dans une matrice un disque aplati 41' et en faire un écrou, pourvu que l'on travaille le disque pendant qu'il est chaud et relativement ductile, c'est-à-dire immédiatement à la sortie de la glissière 80, de sorte qu'une pellicule d'oxyde n'ait pas le temps de se former sur la surface du flan en forme de disque.
Une forme d'exécution particulière d'un tel appareil est représentée aux figures 13 à 19. Comme on le verra plus par- ticulièrement à la figure 13, cet appareil comprend un mécanisme d'alimentation de la presse 90 commandé par une came 91 montée sur l'arbre à cames 63 et appuyant contre une roulette 92 portée par un levier 93 pivotant en 94 sur le bâti 66 et relié par une bielle 95 à un deuxième levier 96 pivotant en 98 sur le bâti 66 et composé de deux bras 96 et 97. Le mouvement de va-et-vient est communiqué au mécanisme 90 par l'extrémité en fourche 100 du levier 97 et le téton 101 solidaire du mécanisme 90. La roulette 92 est maintenue appliquée contre le profil de la came 91, par l'action de ressorts 102 attachés aux leviers et au bâti.
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Dans le mécanisme d'alimentation de presse particulier 90 représenté, deux doigts 103 et 104 servent à amener le disque successivement dans deux positions voisines de façonnage et de finissage. Les deux doigts 103 et 104 sont fixés à un coulis- seau 105 à déplacement horizontal. Le premier doigt pivote en 106 sur un prolongement rigide 107 et est maintenu en place par un ressort 108. Le premier doigt 103 est donc monté de manière élastique et permet sans difficulté le mouvement du bord extérieur de l'outil de compression et de façonnage 112, qui enlève le disque 41' du doigt et le pousse dans la matrice 111. Celle-ci a un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du disque 41' porté par le doigt, de sorte que le disque 41' vient se loger dans la partie fraisée de la matrice 111, comme il a été dit plus haut.
L'extrémité de la glissière 80 est étudiée de telle façon qu'un seul disque 41' peut tomber à la fois sur le premier doigt 103, celui-ci fermant l'extrémité inférieure de la glissière 80 quand il glisse vers la gauche, de manière à empêcher les autres disques de sortir. Comme indiqué à la figure 17 ou 19, le disque chaud 41' est amené de sa position de la figure 13, qui peut être considérée comme la dernière étape de l'opération de forgea- ge, par le mécanisme 90, le disque étant soutenu par le doigt 103, dans la position 1 représentée à la figure 14. Dans cette position, le disque 41' est placé en face de la matrice 111 dans la partie évidée ou concave de l'outil associé de compression et de façonnage 112.
Cet outil 112 est monté sur un mécanisme désigné dans son ensemble par la référence 110. Celui-ci comprend un coulis- seau pesant 114 relié à la manivelle 116 par une bielle 115 (voir figure 3), la manivelle 115 étant matérialisée dans la pré- sente machine sous la forme de l'arbre moteur principal.
Cet arbre 116 peut être entraîné au moyen d'engrenages réducteurs 117 et 118 et d'un embrayage de sécurité 119 (voir figure 1).Cet arbre est en liaison directe avec l'arbre à carnes
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63 par l'intermédiaire d'engrenages coniques 120 et 121. L'arbre à cames peut être relié à son tour, par des engrenages coniques 122 et 123, à l'arbre à cames 36 relié lui-même par le mécanisme 35 au dispositif de débit de barre. Ainsi toutes les opérations de la machine sont synchronisées entre elles, et une seule source d'énergie suffit. L'arbre 124 de l'engrenage réducteur 118 peut porter un volant 125 qui augmente l'inertie de la machine et en particulier du mécanisme 110.
La machine peut être entraînée au moyen d'une source d'énergie appropriée quelconque, par engrenage avec l'arbre moteur 124 ou par courroie passant sur le volant 125.
En se reportant en particulier à la figure 14, le dis- que 41' placé en face de la matrice 111 est poussé maintenant du doigt 103 dans la matrice 111 par l'avancement de l'outil 112.
On remarquera que les faces du flan-disque qui ont été dilatées pendant l'opération de pré-compression, c'est-à-dire les faces dont la pellicule d'oxyde a été détachée à la suite de cette opé- ration de pré-compression, sont exposées aux parois de la matrice qui forment les flancs de l'écrou, tandis que la surface restante qui façonne une des bases de l'écrou reçoit une des bases du dis- que d'ébauche.
Toutes les parois intérieures de la matrice viennent donc en contact avec des surfaces de l'ébauche qui soit n'ont jamais eu de pellicule d'oxyde soit dont l'oxyde a été détaché et enlevé par l'opération de pré-compression.
Quand le disque 41' continue à pénétrer dans la matrice sous la pression continue de l'outil 112, l'éjecteur 130 est re- poussé dans sa position rentrante, tandis que la pression à la- quelle le disque est soumis par l'outil 112 pousse le métal mallé- able du disque toujours chaud contre les parois intérieures de la matrice 111, et contre la surface d'extrémité de l'outil 112, de façon à lui donner la forme extérieure d'un écrou hexagonal, comme indiqué à la figure 15.
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Simultanément, un poinçon 131 intérieur à l'outil 112 forme un avant trou central dans l'ébauche, laissant à l'extrémité intérieure du trou côté éjecteur 130, un opercule de métal. Le dé- placement de métal par le poinçon 131 pendant la formation de l'avant-trou, assure que l'ébauche épouse exactement l'intérieur de la matrice 111 et le bout de l'outil 112.
Après le façonnage extérieur de l'ébauche par la matri- ce 111 et l'outil 112, celui-ci, ensemble avec le poinçon 131, est retiré de la matrice et le mécanisme d'alimentation est ramené dans la position des figures 13 et 17, de sorte que la partie supérieure du doigt 104 n'est pas en contact avec l'outil 112. La pièce en forme d'écrou 132 est maintenant expulsée par l'éjecteur 130 commandé par une came 135 montée sur l'arbre à cames 36. Quand la pièce 132 est retirée de la matrice 111, elle est déposée sur le second doigt 104 qui se trouve dans la posi- tion indiquée aux figures 17 et 19, tandis que simultanément un réfrigérant, tel que de l'eau, est envoyé par les ouvertures 134 pratiquées dans l'éjecteur 130 (voir figure 14), pour refroidir l'intérieur de la matrice 111.
Ce liquide réfrigérant peut être introduit dans le conduit 134 par la lumière 135 pratiquée dans le coulisseau 136, quand cette lumière se trouve en face d'une autre lumière pratiquée dans le bâti 66 de la machine, ce qui ne se produit que lorsque le coulisseau 136 se trouve dans sa position extrême, représentée aux figures 14 et 19. De cette manière, le coulisseau 136 avec sa lumière agit comme une soupape qui commande l'admission d'eau de refroidissement dans la matrice 111.
De la position indiquée à la figure 19, dans laquelle le mécanisme de presse est rentré, le mécanisme d'alimentation 90 se remet en marche, le doigt 104 amenant la pièce 132 en face du mécanisme de poinçonnage 140, qui peut aussi être monté en bout du coulisseau 114 et travaille donc de concert avec le mé- canisme de forgeage. La poinçonneuse achève le trou central amor-
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ce dans la pièce 132, en donnant la forme au trou et en éjectant le bouton restant 141 dans la matrice 142, de sorte que le bouton est évacué par le dégagement 143.
L'ébauche d'écrou achevée 144 est arrachée du poinçon 140 par la plaque fixe perforée 145 (voir figures 16, 17 et 18) quand le poinçon se retire, et tombe dans une autre conduite 146 où elle est ramassée pour être amenée au finissage, c'est-à-dire au taraudage. Comme les deux doigts 1015 et 104 sont solidaires du même mécanisme d'alimentation 90, ils travaillent ensemble de sorte que lorsqu'un disque est introduit dans la matrice de façon- nage 111, le disque précédent, qui vient d'être façonné, est amené devant la poinçonneuse 140.
S'il arrivait que l'écrou 144 reste accroché au doigt 104 quand il est arraché du poinçon par la pla- que 145, il serait repoussé du doigt 104 par la pièce 132 suivante quand celle-ci est expulsée de la matrice 111 par l'éjecteur 130, et, de cette façon, l'écrou achevé tomberait dans la conduite ou la trémie contenant les autres écrous achevés.
Dans une variante, la butée mobile 33 peut être comman- dée et ajustée d'une manière analogue à celle utilisée pour le mécanisme 50, en utilisant une roulette supplémentaire 78 appli- quée contre la came 61 (voir figure 3) suivant un angle de direc- tion différent de celui de la roulette 70, de manière que la butée 33 ressorte quand le mécanisme 50 se retire et vice versa.
La trémie ou glissière 80 servant à amener les lingots aplatis et désoxydés à la presse ou matrice de façonnage, peut être exécutée en treillis ou peut être percée de trous, au lieu d'être munie d'une ouverture 81, pour l'évacuation des battitures ou pellicules d'oxyde, et elle Deut aussi avoir une courbure autre que 90 . Les variantes de glissières seront toujours disposées de façon que les bords des disques 41' heurtent les parois de la glissière dans leur chute, pour l'enlèvement des battitures.
Quoique l'invention ait été décrite dans son application
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spéciale à un appareillage pour la fabrication automatique d'écrous par forgeage à chaud à partir de matière première en barres, les écrous ayant la forme hexagonale classique, il est évident que l'invention peut être appliquée à la fabrication d'autres formes d'écrous, comme les écrous crénelés, les écrous carrés, les écrous àtêt arrondie, etc.
L'invention peut de plus être appliquée à la production d'articles en forme d'anneaux ou de bagues, tels que des colliers, manchons, rondelles, et à la fabrication à chaud d'articles tels que boulons, rivets, la matrice et les outils étant transformés en conséquence, un seul outil pouvant être associé à la matrice, dans certains cas.
Ces autres articles peuvent être tirés soit de barres chaudes coupées en longueurs soit de matière première se dérou- lant de matière continue d'une bobine à travers le four.
Le nombre d'opérations de façonnage peut aussi être différent et les mécanismes pour les différentes opérations peu- vent être répartis entre deux ou plusieurs machines différentes, si on le désire, sans s'écarter du procédé de l'invention.
La présente invention fournit un procédé et un appareil- lage pour la fabrication d'écrous et autres articles précités, avec lesquels, comparativement aux procédés de forgeage à chaud antérieurs, la quantité d'oxyde sur les ébauches entrant dans la matrice est nettement réduite, de sorte que l'usure de la matrice est considérablement diminuée et la. vie de chaque matrice sérieu- sement allongée, le remplacement de chaque matrice devenant plus rare, tandis qu'en général les articles peuvent être produits à cadence plus rapide.
De plus, du fait que les ébauches ne portent pratique- ment pas d'oxyde à leur entrée dans la matrice, il faut moins d'énergie pour manoeuvrer les outils associés à la matrice pour le forgeage des ébauches, la matière en contact avec les parois de la matrice étant malléable, au lieu d'être dure et rigide comme
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lorsqu'elle est oxydée.
De plus, comme les ébauches ne sont pratiquement pas oxydées à leur entrée dans la matrice, il est inutile de nettoyer les ébauches à leur sortie de la presse, c'est-à-dire que les dimensions de l'ébauche achevée se rapprochent beaucoup plus des dimensions intérieures de la matrice que dans le cas des procédés et appareillages de forgeage à chaud existants, et les articles peuvent être fabriqués avec une beaucoup plus grande précision et des tolérances de fabrication plus étroites, et en fait on obtient une production perfectionnée à tous points de vue.
De plus, avec la disposition relative du four et de la presse décrite, on peut chauffer le four.à une température plus basse pour maintenir les ébauches chaudes jusqu'au forgeage dans la matrice, que dans les procédés de forgeage à chaud anté- rieurs, de sorte que, comparativement aux procédés existants, on peut admettre que le prix de revient du chauffage peut être abaissé
On peut, au lieu d'une seule matrice, en utiliser plu- sieurs pour le façonnage et l'ébauche peut être formée en plu- sieurs opérations de forgeage successives, le nombre et le genre de ces opérations étant fonction de l'article particulier fabriqué, quoique pour la fabrication des écrous la disposition décrite soit la plus avantageuse.
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