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La présente invention concerne un appareil et un procédé pour fabriquer des ébauches d'écrous et plus particu- lièrement pour fabriquer une ébauche d'écou comportant une clavette interne, ce qui permet de placer un organe tubulaire fileté dans l'alésage du corps de l'ébauche et de l'immobiliser au moyen de cette clavette pour l'empêcher de tourner.
L'ébauche d'écrou conçue dans la présente invention est plus particulièrement représentée sur la figure 13 du dessin annexé, et l'on peut remarquer que l'alésage du corps de l'ébauche est coniqqe et qu'il comporte la clavette préci- tée; d'autre part, il comporte sur sa surface extérieure plusieurs méplats qui se coupent à angles.vifs et il existe, comme illustré, douze de ces méplats, ce qui forme un écrou à douze pans.
La présente invention concerne particulièrement la formation de la partie extérieure du corps de l'écrou terminée et on y a cônçu un procédé et un appareil pour fabriquer une ébauche de ce genre progressivement par une série d'opérations dans une machine de formage comportant plusieurs matrices ou plusieurs postes de matrice, l'ébauche étant amenée d'un poste à l'autre par un mécanisme de transfert approprié d'un type connu. Dans le procédé conforme à l'invention, de fabri-' cation d'une telle ébauche d'écrou, on sectionne une pièce à usiner à partir d'un tronçon de fil ou de tige métalliques qui, comme représenté, ont une forme circulaire, et cette forme extérieure ronde ou cylindrique est maintenuependant toute la fabrication de l'ébauche jusqu'à ce que la dernière opération .ait été exécutée.
Dans cette dernière opération, on amène l'alésage interne traversant complètement l'ébauche à sa forme finale parfaite et en même temps on donne à la
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périphérie de l'ébauche sa forme dodécagonale, comme illustré.
Le procédé est quelque peu similaire à celui qu'on pourrait mettre en oeuvre si l'on sectionnait à partir b'un tronçon de tube une pièce tubulaire à usiner et si on la façonnait comme représenté par des processus connus jusqu'à ce qu'elle ait pris sa forme finale, comme il en est ainsi dans la présente invention au dernier poste de la machine*
En d'autres termes, l'ébauche parvenant à ce dernier poste
Pour recevoir sa forme finale est sensiblement tubulaire. Etant donné qu'il est difficile de sectionner des tubes de ce genre dans une machine à former des têtes, on obtient essentielle- /ment le même résultat en mettant en oeuvre le procédé de la . présenta invention, mais in utilise une matière pleine semi- travaillée au lieu d'une matière tubulaire semi-travaillée.
Comme on l'a mentionné, le corps de l'écrou présen- te une périphérie comportant douze pans et dont l'extrémité inférieure se raccorde à une face ronde en forme de collerette ce qui permet d'appliquer une clef à la périphérie du corps d'écrou terminé pour le bloquer.
La présente invention a pour objet : - un nouveau procédé pour fabriquer une ébauche d'écrou comportant un alésage conique comprenant un organe interne en forme de clavette et une partie formant un rebord annulaire conique,.située au-dessus de l'alésage; - un nouveau nrocédé cour fabriquer une ébauche d'é. crou comportant un alésage conique comprenant, d'une part, une clavette interne en,saillie dans celui-ci et, d'autre part une surface externe dodécagonale. ou à douze pans;
- un procédé nouveau et perfectionné pour fabriquer un écrou comme exposé ci-avant, dans lequel on sectionne la pièce à usiner dans une matière ronde semi-travaillée et l'on maintient la forme extérieure ronde ou circulaire de la
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pièce à usiner au cours d'un certain nomore d'opérations exécutées dans le procédé de fabrication de l'écrou;
- une machine à former des écrous nouvelle et perfectionnée pour former un écrou dodécagonal, comportant un alésage conique comprenant une clavette en saillie vers l'in- térieur, en une série d'opérations à des postes de matriçage successifs de la machine,l'ébauche étant maintenue à sa forme ronde jusqu'au poste final de la machine, moment auquel elle reçoit sa forme parfaite dans laquelle sa surface extéri eure n'est pas circulaire
A cet effet, on va maintenant décrire les nouvelles caractéristiques et combinaisons de l'invention en se réfé- rant au dessin annexéesur lequel :
- la figure 1 est une coupe d'une partie d'une me- chine à former des écrous destinée à former une ébauche d'é- crou cette coupe étant faite horizontalement par les matri- ces et les poinçons et les divers postes de matriçage étant indiqués par les références 1, 2, 3, 4 et 5; - la figure 2 représente le dispositif d'éjection de l'ébauche hors du dernier poste de la machine ; - la figure 3 est une coupe à plus'grande échelle des outils et de l'ébauche se trouvant au premier poste de formage de la machine; - la figure 4 est une coupe à plus grande échelle des outils et de l'ébauche se trouvant au second poste de formage de la machine-, la figure 5 est une vue à plus grande échelle des outils et de l'ébauche se trouvant au troisième poste de for- mage de la machine;
- la figure 6 est une coupe à plus grande échelle des outils et de l'ébauche se trouvant au quatrième poste' de formage'de la machine;
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- la figure 7 est une coupe à plus grande échelle des-outils et de l'ébauche se trouvant au cinquième et der- nier poste de la- machine; - la figure 8 est une coupe en plan de la pièce à. usiner lorsqu'elle est sectionnée.de la tige ou du fil métal- lique semi-traveillés ; - les: figures 9 à 13 sont des vues en coupe et en plan représentait respectivement la pièce à usiner se trouvant aux postes 1 à 5 de la machine;
Pour-illustrer un des modes de réalisation de la machinee à former l'écrou et le procédé perfectionné mis en oeuvre;
on a représenté sur la figure 1 une machine à former des xbauches d'écrous comportant un bloc 10 à matrices et un chariot- 11 qui, ainsi qu'on le comprendra, est monté de manière à exécuter un mouvement de va et vient pour se rapprocher et s'éloigner du bloc à matrices. Sur ce dernier est monté une matrice habituelle de coupe 12 comportant une ouverture 13 par laquelle peut passer le fil métallique (ou la tige) 14 semi travaillé de manière qu'une pièce à usifter puisse être sectionnée par-le couteau 15 à partir de l'extré- mité en saillie du fil ou de la tige. Cette pièce est repré- sentée par 16 en coupe et en plan sur la figure 8 et, comme on l'a mentionné, sa section transversale est circulaire.
Sur le bloc à matrices sont également montées plu- sieurs matrice's, qui sont disposées conune illustré dans un plan horizontal- commun et auxquelles les pièces à usiner sont progressivement amenées, comme décrit par la suite. Le transfert'd'un poste à un autre peut être exécuté par le mé- canisme dé transfert habituel qu'on munit de préférence de dispositifs pour faire tourner l'ébauche au cours de son trans -fert entre certains des postes. Ou comprendra qu'après avoir été sectionnée du tronçon de matière semi-travaillée au pos- te de sectionnement PS, la pièce est amenée par le couteaus ou
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organe de sectionnement 15 au poste suivant 1.
On a prévu à ce poster d'une part, une matrice 17 comportant une ouverture 18 dans laquelle est logée une tige
19 montée dans le bloc de matrices de manière à aller et venir et d'autre part, une tige ou poinçon 20 monté dans le chariot
11.
L'usinage exécuté à ce poste sert principalement à mettre d'équerre les extrémités de la pièce dont la forme est représentée en 22 sur la figure 9 où l'on peut voir qu'elle a été légèrement évidée en 23 à la face de l'ébauche qui est située du côté de la matrice. En outre, on peut légèrement déformer la pièce à ce poste pour lui donner un diamètre lé- gèrement supérieur à celui de la pièce 16,
Après l'usinage au poste 1, l'ébauche est éjectée de la matrice 17 par une tige d'éjection 24 et elle est ame- née, sans subir de rotation en avant de la matrice 25 montée dans le bloc à matrices au poste 2.
La matrice 25 comporte une ouverture cylindrique 26 qui reçoit dans son extrémité ' intérieure une tige 27, et dans son extrémité extérieure l'ex -trémité 28 d'un poinçon 29 porté par le chariot. Le poinçon
29 refoule l'ébauche 22 dans la matrice 25 contre latige 27d
L'usinage exécuté au poste 2 consiste à évider l'é- bauche et l'on peut voir que l'extrémité 28 du poinçon 29 forme un évidement dans la face de poinçonnage de l'ébauche, comme illustré sur les figures 3 et 10.
La forme de l'ébauche , après cet usinage est indiquée en 30 et l'on peut voir que sa face extérieure ou face située près du poinçon présente u' êvidement 31 relativement profond dont les parois s'épanouis sent vers l'extérieur, tandis que la face de l'ébauche situé) près de la matrice présente un léger évidement 32 formé par l'extrémité conique de la tige 27. Du fait que l'ouverture
26 de la matrice 25 est circulaire, la forme circulaire ou cylindrique de l'ébauche est encore maintenue à ce poste.
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L'ébauche 30 est alors éjectée du poste 2 par un poncou 33 pouvant être actionné de toute manière connue et elle est amenée au poste 3. Au cours de ce transfert entre le second et le troisième poste de la machine, l'ébauche pivote bout our bout, de manière que la face de l'ébauche comportant 1'évidement 3.1 devienne au poste 3 la face de l'ébauche qui est en regard de la matrice. On a prévu à ce poste une matri- ce 35 comportant une ouverture circulaire dont l'extrémité extérieure 36 présente un diamètre légèrement supérieur à celui de son extrémité intérieure 37.
Dans la partie 37 de diamètre plus f.aible de la matrice est montée une pièce rap- portée- 38 de matrice comportant une partie extérieure 39 de diamètre réduit et au delà de celle-ci une partie conique 40 dont la section transversale diminue en direction de son extrémité extérieure. On remarquera également que l'ouverture de la matrice comporte, entre son extrémité extérieure de grand di.amètre et son extrémité intérieure de plus petit dia- mètre, une paroi conique 41 aboutissant à un épaulement annu- laire 42 orienté vers l'intérieur.
L'ébauche 30 illustrée sur la figure 10 est refou- lée dans! la matrice 35 par un poinçon 43, fixé dans le cha- riot 11, contre la pièce rapportée 38 de la matrice et une tige 44 qui passe par une ouverture 45 ménagée dans la pièce rapport.ée 38. De ce fait, l'ébauche est amenée à la forme illustrée en 46 sur la figure 11. En examinant cette figure, on peut voir que la face extérieure de l'ébauche présente un léger évidement 47, tandis qu'elle comporte à sa face in- térieure un évidement comprenant une partie conique 48 et une partie extérieure cylindrique 49. L'ébauche comporte à sa surface extérieure un épaulement annulaire 50 et une paroi conique 51 constituant un rebord annulaire 52 qui entoure l'évidement situé à la face intérieure de l'ébauche.
La
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surface extérieure de l'ébauche présente encore une forme circulaire qui épouse celle de l'ouverture circulaire de la ' matrice 35.
L'ébauche est éjectée de la matrice 35 par une tige d'éjection 53, actionnée de toute manière appropriée, et elle est transférée sans subir de rotation jusqu'au poste 4, où connue on le décrira, on la perce pour y pratiquer une ouver- ture de part en part, ce qui la transforme en une pièce sen- siblement tubulaire.
La machine comporte à ce poste une matrice rétrac- table 54, qui est montée dans le bloc à matrices'de manière à pouvoir, se déplacer et qui est repoussée vers l'extérieur par un ressort 55 exerçant son action contre un plateau 56.
La matrice 54 comporte également une ouverture circulaire 57 dont l'extrémité intérieure peut recevoir un manchon 58 dans' lequel est monté un poinçon de perçage 59. On remarquera que ce dernier est fixe dans la machine, tandis que le plateau
56 supportant le manchon 58 peut être déplacé vers l'extéri- eur par des tiges d'éjection 60, afin d'éjecter,l'ébauche de la matrice comme on l'expliquera ici par la suite.
Un poinçon creux 61 qui est monté dans le bloc à matrices à ce poste sert à refouler dans la, matrice 54 la pièce à usiner. '
Quand l'ébauche illustrée en 46 sur la figure 11 a été transférée au poste 4, le poinçon 61 est déplacé e avant et il entraîne l'ébauche dans l'ouverture 57 de la. matrice
54, ce qui refoule cette dernière,dont la face a été préala- bement mise en alignement avec la face du bloc à matrices, versl'intérieur en comprimant le ressort 55, comme représen- té au poste 4k A ce moment, l'ébauche a été refoulée sur l'extrémité du poinçon 5S pour découper un flam 62 à partir de la partie centrale de l'ébauche,
cette dernière étant amenée contre l'extrémité extérieure du manchon 58 et le poinçon de perçage 59 restant fixe. Le flan 62 est entraîné
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à l'intérieur du poinçon 61 de manière à en être expulsé de la manière habituelle.
Quand le poinçon 61 revient*en arrière, le ressort 55 repousse la matrice 54 vers l'avant, et les tiges d'éjec- tion 60 sont avancées contre le plateau 56 qui entraîne le manchon 58 en avant pour détacher l'ébauche de la matrice 54.
Le flan 62 est déchargé dans le poinçon et il sort ensuite du porte-poinçons 63 par une ouverture 64.
A ce moment, l'ébauche se trouve percée, comme illustré en 65 sur la figure 12, et elle est essentiellement constituée par un élément tubulaire comportant une partie 66 en forme de rebord annulaire conique dont la forme extéri- eure est -sensiblement la même que celle de l'ébauche 46 représentée sur la figure 11. Cette ébauche est alors trans- férée, sans subir de rotation, au poste 5 où elle est entrai- née dans une matrice de finition 69 par un poinçon 70 qui est légèrement évidé comme représenté en 71. Le poinçon est porté par le chariot 11 et il comporte une tige 72. Etant donné que l'ébauche est circulaire au cours des usinages décrits pré- cédemment ici, son orientation par rapport aux matrices n'a pas d'importance.
La matrice 69 du poste 5 est du type rétractable ou'coulissant et elle est repoussée vers l'extérieur par un ressort 74 réagissant contre un bloc 75. Le déplacement de la matrice vers l'extérieur est limité par la venue en contact d'un épaulement 76 avec un épaulement 77 prévu dans l'ouver- ture du porte-matrice. La matrice 68 comporte à son extré- mité inférieure un ouverture dodécagonale, comme indiqué en 78, elle est de section transversale circulaire et son dia- mètre est légèrement réduit au voisinage de son extrémité supérieure comme indiqué en 79 (figure 7).
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On a prévu à ce poste tme tige ou poinçon 80 de for- mage comprenant une partie terminale conique 81 dans laquelle est formée un évidement ou rainure 82 de clavette servant à former une clavette s'étendant vers l'intérieur dans l'alé- sage de l'ébauche. Un manchon 83 qui entoure ce poinçon peut âtre déplacé par rapport au bloc à matrices pendant que le poinçon 80 est immobilisé dans ce dernier.
Au débit de l'opération de formage à ce poste, la matrice 69 est dans sa position extérieure dans laquelle sa face est de niveau avec celle du bloc à matrices. Le poinçon
70 vient porter contre l'ébauche 65 et la refoule par l'ouvert ture à l'intérieur de la matrice 69. En continiantà se déplacer en avant, le poinçon amène cette matrice et l'ébau- che vers l'arrière en comprimant le ressort 74, ce qui refou, le l'ébauche vers le haut sur le poinçon conique 80 de claveµ te pour former dans l'ébauche une ouverture conique et pour . former également la clavette illustrée en 84 sur la figure
13. L'ébauche est simultanément dilatée latéralement et ame- née à sa forme finale dodécagonale comportant des angles ou des bords vifs.
En même temps, l'évidement prévu dans le poinçon achève de former la face inférieure 85 de la colleret- te. La position des outils à la fin de cette opération est représentée sur les figures 1 et 7, où l'on peut voir qu'une partie terminale inférieure 81a du poinçon 80 est emboîtée dans l'ouverture ou évidement du poinçon 70.
L'éjection de l'ébauche hors de la matrice se fait en deux phases du fait que l'ébauche adhère fortement au poinçon de formage et à la matrice. Dans le bloc à matrices peut coulisser un manchon ou coussinet 87 (figures 1 et 2) dont l'extrémité inférieure exerce une action sur un plateau
88 qui, à son tour entraîne en avant des tiges 89 dont l'ex- trémité extérieure porte contre la matrice 69. De ce fait, la matrice et l'ébauche sont entraînées en avant, ce qui
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fait cesser l'adhérence entre l'ébauche et le poinçon de fromage et amène la matrice en coïncidence avec la face du bloc à matrices qui porte l'ébauche. Pendant ce déplacement le poincon 80 de formation de clavette et le manchon ou cous- sinet 83 restent fixes.
Une tige d'éjection 91 est ensuite amenée en avant, elle exerce son action sur un plateau 92 et déplace vers l'a- vant les tiges 93 dont les extrémités arrière reposent contre ce plateau. Les extrémités avant des tiges 93 portent contre le plateau 94 ) l'extrémité arrière du manchon 83, pour dé- placer celui-ci vers l'avant par rapport au poinçon et l'éjec- ter de la marice 69. On remarquera que les extrémités des tiges 93- sont espacées du plateau 94 vers l'intérieur de manière à déterminer un retard ; entre l'actionnement de la ma- trice 69 et celui du manchon 83.
En examinant la figure 2, on voit que le manchon 87 s'étend vers l'arrière à partir du bloc à matrices et qu'il comporta une tête 96 présentant une surfaée de rampe 97, tandis que la tige d'éjection 91 s'étend également vers l'arrière à partir du bloc à matrices comme on peut le voir sur cette figure. Un arbre basculant 98 est monté de manière à pivoter dans le bâti de la machine et un mécanisme ordinaire à came peut le faire osciller pour le déplacer en synchronis- me aven le chariot de la machine qui porte les poinçons. Sur l'arbre 98 est fixée une pièce 99 en forme de chape ou de section en U,, entre les branches de laquelle fait saillie un bossage 100 d'un organe de pivotement ou sulbuteur 101 monté avec un certain jeu sur l'arbre 98.
Devis de réglage' 102, qui sont vissées dans des bossages espacés l'un de l'au- tre et solidaires de la chape 99, portent par leur extrémité inférieure contre le bossage 100 de manière à permettre un réglage convenable du culbuteur 101. Ce dernier comporte des
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bras 103 et 104, qui, lorsqu'il pivote autourde l'axe géométri' que de l'arbre 98, provoquent l'élection de l'ébauche en deux: phases.
]Le bras 103 du culbuteur est logé dans une ouverture
105 d'un coulisseau 106 comportant une surfacéde rampe 107 à sa face inférieure. Ce coulisseau est monté sur le bâti, et sa surface de rampe 107 est conçue de manière à porter sur le bord biseauté. ou incliné 97 de la tête 96 du coussinet
87. Le coulisseau comporte, en outre, une ouverture allongée
108 que traverse la tige d'éjection 91. En raison de cet agen-' cernent, lorsque le coulisseau 106 est actionné, le manchon ou coussinet 87 est amené en avant, ce qui déplace la matri- ce 69 vers 1 avant par l'intermédiaire des tiges 89 et fait cesser l'adhérence entre l'ébauche et le poinçon 80.
Le bossage 104 du culbuteur 101 vient porter contre.- l'extrémité extérieure saillante de la tige d'éjection 91 et . il déplace cette tige vers l'avant pour actionner les tiges
93 qui portent contre le plateau 94 et pour amener le cous- sinet 83 vers l'avant pour éjecter l'ébauche hors de la matri- ce. On comprendra que le manchon 87 reste fixe pendant ce déplacement du coussinet 83 par suite de la forme de la surfa ce inférieure de rampe du coulisseau 106.
REVENDICATIONS.- l.- Procédé de fabrication d'une ébauche d'écro à partir d'une pièce ayant une forme extérieure circulaire, caractérisé en ce qu'il consiste à comprimer ladite pièce entre des outils appropriés pour former un alésage conique dans l'ébauche et une clavette faisant saillie dans cet alé- sage, tout en donnant simultanément à la surface extérieure une forme non circulaire.