BE492597A - - Google Patents

Description

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  Procédé et dispositif pour l'estampage à froid de boulons, vis, rivets et analogues. 



   La présente invention a pour objet un procédé pour l'estampage à froid de boulons, vis, rivets et analogues et un dispositif pour l'exécution de ce procédé et elle vise également le produit fini ainsi obtenu. 



   D'une manière générale, pour la fabrication par estam- page à froid des dits objets, présentant une cheville et une tête d'une forme telle que l'on peut les produire en partant de fils ou de barres, il est fait usage d'un fil métallique ayant le diamètre de la cheville lisse ou possédant le dia- mètre moyen du filet, suivant que la cheville, notamment d'un boulon, sera filetée sur une partie de sa longueur ou sur toute sa longueur. 



   La tête qui doit avoir généralement une forme carrée ou hexagonale, est estampée d'abord sous une forme cylindrique pour 'être ensuite découpée dans la forme définitive souhaitée. 



  L'estampage se fait en une seule ou en deux frappes selon 

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 que la longueur de fil nécessaire à la formation de la tête est respectivement inférieure ou supérieure à 1,75 à 2,5   fois le diamètre de ce fil ; nombre constitue le rapport   de refoulement. lorsqu'il est opéré par double frappe, on utilise de préférence une seule matrice, mais deux bouterolles, l'une ébaucheuse, et l'autre finisseuse. 



   La matrice porte à son entrée une empreinte représen- tant la partie inférieure de la t'été ; elle en présente no- tamment la base plane et le petit congé par lequel cette base est raccordée à la tige. Quant à l'ébauche, elle comporte une partie cylindrique en vue de réduire la longueur de flam- bage. Cette partie est suivie d'un cane tronqué et d'un gon-   flement   dont la base est plane et déjà pourvue du petit congé de raccordement. 



   La pratique montre que lors de la deuxième frappe, il se forme des zones fragiles, de grande dureté et qu'il importe que la structure ne comporte pas   de doublures,   que   l'augmen-   tation de dureté soit limitée à des valeurs convenables et que ses variations soient réparties au lieu d'être brusques. 



  Il importe surtout que la zone de plus grande dureté soit écartée le plus possible de la naissance de la tige. 



   On a cherché à remédier à ces défauts en partait de fils de diamètre plus gros que celui de la tige dite cheville. 



  On réduit alors le diamètre sur la longueur de cette tige, par   une opération   de retreint ou d'extrusion, et on exécute la frappe en un seul coup. Ceci améliore la structure en géné- ral mais fait perdre l'avantage d'une préformation par ébau- chage. Dans l'extrusion, le rapport de la section initiale à la section finale est appelé rapport d'extrusion. 



   On a aussi cherché à éviter la fragilité du raccorde- ment fête-cheville en avançant l'ébauche dans la matrice, d'une quantité convenable avant la deuxième frappe. Ceci per- met d'éloigner davantage la zone de grande dureté du raccor- 

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 dément fête-cheville mais ne supprime pas les inconvénients résultant du fait que l'ébauche comporte déjà le petit congé de raccordement, que les structures micro- et macro- graphiques en sont déjà défavorablement influencées et le resteront dans le produit final. 



   On a cherché aussi en partant d'une barre dont la sec- tion correspond approximativement ou exactement à la forme de la   t'été   à former la cheville par une opération d'extrusion de grand rapport, mais ce procédé ne peut donner de résultat réellement pratique que dans certains cas particuliers. 



   La présente invention concerne un procédé à deux frappes par coup de presse utilisant comme dispositif deux matrices et deux bouterolles, avec transport de l'ébauche de la premiè- re à la deuxième matrice. Ceci permet de partir de fils ou barres de diamètre du forme les mieux appropriés et de former une ébauche de forme et dimensions propres à faciliter   l'o bten-   tion par la deuxième frappe d'une tête finie plus compliquée, plus résistante et mieux achevée. Cette ébauche ne comporte plus le petit congé de raccordement tête-cheville conforme aux normalisations. 



   L'ébauche comportera en principe la partie   guidante   cylindrique connue suivie d'un renflement présentant la forme d'un "tonnelet" et raccordé à la tige par un cône tronqué d'angle convenable ; cet arrangement peut 'être remplacé par un équivalent notamment par une hémisphère et un congé convenable, par le cône de retreint et analogues. 



   Cette forme d'ébauche laisse au métal une structure fa- vorable et elle permet un meilleur refoulement du métal vers les coins et autres détails de la périphérie de l'empreinte de la tête dans la bouterolle finisseuse. 



   On favorisera encore ces phénomènes en limitant l'in- troduction de l'ébauche dans la matrice finisseuse de telle sorte qu'une partie convenable de la tige soit utilisée pour obtenir le volume nécessaire de la tête et pour éloigner 

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 davantage la zône de grande dureté de la zone de raccordement tige-fête. 



   Par ces moyens on obtient une   bonne   structure, des qua- lités physiques du produit fini améliorées, et des formes finies très achevées. 



   Dans les presses à deux ou plusieurs matrices connues, celles-ci sont juxtaposées. Suivant la présente invention, les matrices sont au contraire superposées;   ceci   en vue de simplifier les mécanismes de transport, de réduire les temps morts du cycle d'opérations et d'augmenter ainsi la produc- tion horaire de la machine. 



   L'invention englobe, à titre de produits industriels nouveaux les boulons, vis, rivets et analogues, fabriqués d'après le procédé et le dispositif qui seront décrits en détail ci-après et comportant des propriétés particulières inhérentes au procédé. 



   Au dessin annexé sont représentés à titre d'exemple deux modes de réalisation de la présente invention. 



   La fig. 1 donne en coupe la matrice et bouterolle d'é- bauchage. 



   La fig. 2 montre l'ébauche dans la matrice finisseuse, prête à recevoir la frappe de la bouterolle finisseuse, ces deux éléments représentés en coupe. 



   La fig. 3 représente en élévation une ébauche. 



   La fig. 4 est une variante de réalisation d'ébauche. 



   La fig. 5 donne schématiquement le déplacement du dé- coupoir et la trajectoire de la pince-transporteuse. 



   La fig. 6 montre en élévation le mécanisme de transport de l'ébauche, alors que la fig. 7 en est une vue de profil. 



   Suivant le mode de réalisation représenté aux figs. 1, 2 et 3, l'ébauche 7 comporte une base tronconique 1 de 1/2 
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 angle 0{ suivie d'un cône d'est rus ion 2 d'un 1/2 angle P ; la fig. 3 met en évidence le tracé d'une ligne d'iso-dureté 3 (on sait que la dureté donne des indications sur la résilience 

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 et sur la résistance). Cette ligne d'iso-dureté 3 ne pré- sente plus de déviations brusques et sa distance a à la région qui portera le congé de raccordement tige-tête est plus grande que pour une ligne de même dureté dans une ébauche de forme connue. 



   La fig. 4 donne à titre d'exemple une forme d'ébauche 7' dans laquelle le cône de retreint 1' et le cône de la base 2' sont séparés par un petit cylindre 4 dont le dia- mètre b est égal ou légèrement supérieur au diamètre de dé- part du fil. 



   La fig. 1 montre une matrice 5 ébaucheuse avec la bou-- terolle 6 ébaucheuse pour la formation d'une ébauche 7, alors que la figure 2 représente en coupe une matrice finisseuse 11 dans laquelle est engagée une ébauche 7 arrêtée par l'électeur 9 de telle sorte que la ligne de plus grande dureté 3' repré- sentée à la fig. 3 reste à une distance convenable de la tige et que de plus le métal de la région a de la fig. 3 soit ai- sément refoulable vers l'angle 10 (voir fig. 2) du fond de l'empreinte de la   t'été   de la matrice finisseuse 11 sous la frappe de la bouterolle finisseuse 12. 



   A la fig. 5, il est montré le trajet c d'un découpoir connu et non représenté au dessin, depuis l'axe a1 de la   ma-   trice de découpe jusqu'à l'axe A2 de la matrice ébaucheuse 5 et la trajectoire t suivie par l'axe d'une pince-transporteuse 13 (fig. 6-7) depuis A2 jusqu'à l'axe A3 de la matrice finis- seuse 11. Le point   A4   correspond à la position d'attente de la pince 13 pendant l'avance des bouterolles ébaucheuse 6 et finisseuse 12 schématisées par des cercles. 



   Le fait que la pince 13 décrit une trajectoire circulai- re permet la commande du mouvement par une seule came ou le- vier 14; ceci simplifie le mécanisme et permet une vitesse de déplacement plus élevée que dans le cas de trajectoires suivant des contours rectangulaires par exemple employés dans les méca- nismes connus. 

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   La figure 5 montre également que le mouvement-'de la pince 13   de -2   vers A4 qui doit avoir lieu pendant le mouve- ment   de A   vers A2 du découpoir peut   'être   retardé jusqu'à un instant où le mouvement A1, A2 est presque   terminé.   Ce fait permet d'améliorer le cycle par rapport à celui de machines connues où les pinces prennent d'abord un mouvement transver- sal par rapport à celui du découpoir. 



   Le mécanisme propre à réaliser le mouvement de la pince 13 est représenté aux figs 6 et 7. 



   Suivant les figs 6 et 7, la pince 13 est d'un type clas- sique et est fixée sur un porte-pince 15 muni de deux axes 16 - 16'fixes dans deux manivelles 17 - 17oscillant sur des axes 18 -18'; ces axes 18 - 18' oscillent dans un carter 19 avec couvercle 20. Les axes   18 - 18'   portent chacun un pignon cylindrique 21, respectivement 21', commandés par une roue dentée 22 fixée sur un arbre 23 qui reçoit un mouvement oscillant par l'intermédiaire d'un levier 14, commandé par bielle d'une manière connue. 



   Le rapport des engrenages 21 -21' et 22 est choisi entre 2 et 3, de sorte que pour faire effectuer par la pince 13 un mouvement de 180 . le levier 14 ne doit faire qu'un mouvement   de 90   à   60 .   



   Une bielle non représentée attaquant le levier 14 sera de préférence d'une longueur réglable demanière à pouvoir ajuster le mouvement de la pince 13 de telle sorte qu'une extré- mité de la trajectoire se trouve sur l'axe A2, tandis que le levier de commande étant aussi de longueur réglable, il sera possible d'ajuster l'amplitude du mouvement de la pince 13 de telle sorte que la deuxième extrémité de la trajectoire soit sur l'axe A3. 



   L'invention a   été   décrite et illustrée à titre purement indicatif et nullement limitatif et il va de soi que de nom- breuses modifications peuvent 'être apportées à ses détails sans s'écarter de son esprit.

Claims (1)

1. RESUME.

   1. Procédé d'estampage à froid de boulons, vis, rivets et analogues à deux frappes par coup de presse, caractérisé en ce que la matière à traiter sous forme de barre notamment est conformée dans une première matrice coopérant avec une bouterolle appropriée pour l'obtention d'une ébauche dont la fête est de préférence à base tronconique, cette ébauche étant transportée mécaniquement vers une seconde matrice pour 'être frappée par la bouterolle correspondante de sorte à obtenir un produit plus résistant, éventuellement d'un plus grand fini et qui peut se présenter sous des formes compliquées.

   2. Procédé suivant 1, caractérisé en ce que la base de l'ébauche reçoit une forme autre que celle de la base du pro- duit fini, la dite forme étant propre à faciliter l'écoulement ultérieur du métal vers la périphérie de l'empreinte de la matrice finisseuse, et à obtenir des lignes d'iso-dureté ne présentant ni angles ni variations brusques de façon à ne pas influencer défavorablement les micro- et macrostructures du produit final et à réduire la fatigue de compression de la matrice d'ébauchage à des valeurs admissibles pour des matériaux tels que les carbures de tungstène ou analogues.

   3. Procédé suivant 1 et 2, caractérisé en ce que la tête d'ébauche a une base tronconique ou hémisphérique ou analogue, suivie ou non d'un cône d'extrusion ou d'un congé; le tout étant tel que les lignes d' iso-dureté ont une forme régulière et con- tinue et que les variations de dureté soient aussi faibles que possible et réparties graduellement.

   4. Procédé suivant 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'en- gagement en profondeur de l'ébauche dans la matrice finisseuse est limité à une position telle à ce que lors de la deuxième frappe un volume convenable de la tip-e d'ébauche rentre dans la tête finie, afin d'éloigner convenablement la ligne de plus grande cureté du raccordement tige-tête finie et de favoriser l'écoulement du métal de l'ébauche vers la périphérie de l'em- preinte de la tête dans la matrice finisseuse. <Desc/Clms Page number 8>

   5. Procédé suivant 1 à 4, pouvant combiner une ou deux opérations d'extrusion allant jusqu'en-dessous de la tête en formation, les rapports d'extrusion étant adaptés aux caracté- ristiques du métal à travailler et à celles des outils d'extru- sion afin de déterminer des rapports de refoulement d'ébauchage et de finissage favorables aux lignes d'iso-dureté et aux structures des pièces finies et d'obtenir des outils d'extru- sion une durée convenable.

   6. Dispositif suivant 4, caractérisé en ce que les matire sont superposées, des éléments étant prévus pour le transport de l'ébauche de la matrice supérieure à la matrice inférieure.

   7. Dispositif suivait 4 et 5, caractérisé en ce que la pince (13) du mécanisme de transport prenant l'ébauche hors de la matrice d'ébauche pour la disposer dans la matrice finisseu- se, décrit un mouvement circulaire dont le départ correspond avec l'approche d'un découpoir alors qu'une position d'attente est aménagée entre les deux bouterolles.

   8. Dispositif suivant 4 et 6, caractérisé en ce que la pince (13) est agencée sur un porte-pince (15) monté sur deux manivelles (17-17') qui oscillent chacune autour d'un axe (18-18') solidaire d'un pignon (21-21'), ces pignons étant en prise avec une roue dentée (22) fixée sur un arbre (23) qui reçoit un mouvement oscillant par l'intermédiaire d'un levier (14) commandé d'une manière connue par bielle, came et analo- gues.

   9. A titre de produits industriels nouveaux, boulons, vis rivets et analogues fabriqués suivant le procédé sous 1 à 3 et le dispositif suivant 4 à 7 dans la masse desquels les micro- et macrostructures présentent ainsi le minimum de déformation des cristaux du métal et d'acroissement de dureté dans la ré- gion de raccordement de la tête et de la tige, alors que la zone de plus grande dureté de la tête est localisée le plus éloigné possible de la naissance de la tige.