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La présente invention a trait à des méthodes et dispositif d'extrusion, et plus particulièrement à une mé- thode de formation d'embouts de tournevis et autre simi- laires par extrusion et à une matrice d'extrusion profilée pour utiliser la dite méthode. La présente invention a été
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trouvée particulièrement avantageuse à utiliser dans la production d'embouts da tournais formé conformément à la demande de brevet africain, co-pendante n 558.663, mais, est, évidemment, adaptable pour la fabrication d'autres articles de natures généralement similaire, par exemple de poinçons de tête utilisés pour la fabrication de vis à tête creuse, dans lesquelles les creux ont des surfaces verticales, dans lequel cas les poinçons servant à fa- briquer de tels creux doivent évidemment avoir des sur- faces verticales correspondantes.
Par surface-s "vertica- les" on entend les surfaces qui sont parallèles ou pres- que à l'axe longitudinal de l'embout de tournevis, du poinçon ou autre article. La présente méthode est spé- cialement avantageuse pour fabriquer des outils à extré- mités formant creux ou s'engageant dans des creux, extré- mités qui sont constituées de façon à former un bec central et un nombre d'ailes et dans lesquelles les parois laté- rales opposées de chaque aile sont exactement parallèles, c'est-à-dire que 13s ailes n'ont de conicité ni verticale ni radiale.
Jusqu'à présent, les embouts de tournevis et les poinçons, tels ceux que la présente invention concerne, ont été achevés par fraisage aux extrémités jùsqu'aux di- mensions définitives. Le fraisage aux extrémités a été choisi d préférence au fraisage en forme, parce qu'en utilisant une fraise étroite la longueur axiale de lacou- pare ou entaille pouvait être maintenue à un minimum, as- surant de ce fait une rigidité maximum et une exemption de torsion dans l'article terminé, par exemple un embout de tournevis. Une grande solidité et résistance à la torsion est une condition très importante des embouts de tournevis lorsqu'utilisés en rapport avec des fixations qui sont serrées sous un couple fort, par exemple, fixation du type décrit dans la demande de brevet américaine co-pendante n 494.726.
Cependant le fraisage aux extrémités présente le désavantage suivant, que, du fait de son diamètre étroite le couteau de fraisage est prédisposé à une usure excessive entraînant une conhité indésirable de l'aile radiale de
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19 article achevé; de plus, la pression du couteau tend à causer une déviation de l'arbre du couteau, ce qui provo- que à nouveau une conicité indésirable de.l'aile radiale de l'article terminé..Ces conditions sont, en outre, ag- gravées par la déviation de l'embout ou autre article, lui-même, sous pression de la lame, ce qui entraine une conicité indésirable de l'aile axiale.
En conséquence, l'objet général de la présente invention est de prévoir une @éthode d'achèvement des embouts de tournevis et autres articles du genre décrit par extrusion, méthode par laquelle les désavantages pré- cités, soit de fraisage en forme, ou de fraisage aux ex- trémités des surfaces d'ailes, sont évités.
Plus précisément, un objet de la présente inven- tion est de prévoir une méthode d'extrusion dans laquelle l'extrémité s'engageant dans le creux ou formant creux d'un embout de tournevis, pohçon ou autres, est fabriquée en conformité générale avec l'extrémité souhaitée à l'ob- jet achevé, mais en fabriquant les dites portions termi- nales plus épaisses que dans l'objet terminé, et d'extru- der les dites portions terminales sous pression pour ré- duire leur épaisseur d'ailes et amener leurs surfaces d'ai- les opposées en parallélisme exact.
Du fait de la nature de l'opération d'extrusion considérée; et de la forme peu complexe de l'article ter- miné que l'on souhaite, il a été nécessaire d'inventer une matrice d'extrusion nouvelle et spéciale pour utili- ser dans la dite opération. Une telle matrice, adaptée pour extruder une extrémité d'outil possèdant plusieurs ailes s'étendant vers l'extérieur, de préférence au nom- bre de quatre, ne peut être obtenue économiquement d'un flan en une pièce, comme c'est le cas lorsqu'on fait des matrices d'extrusion de nature plus conventionnelle.
En conséquence, un autre objet de la présente invention est de prévoir une matrice d'extrusion pour former des extrémités d'outils pourvues de surfaces parallèles s'é- tendant longitudinalement, une telle matrice comprenant plusieurs pièces en métal rassemblées pour former une cavi-
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vité généralement en conformité' avec l'extrémité souhai- tée à l'objet terminé, certaines paires des dites pièces possédant des surfaces mutuellement opposées, espacées et parallèles définissant entre elles un étranglement, chaque pièce de chaque paire ayant une surface d'appro- cha conique et une surface de dégagement conique fusion- nant avec la dite surface formant étrangement à des arêtes opposées de celle-ci et des moyens détachables pour fixer toutes ces pièces étroitement l'une à l'autre.
Les pièces pourvues des surfaces formant étranglement peuvent être séparées et espacées par d'autres pièces qui servent éga- lement à définir le fond du dit creux. Les moyens dé- tachables pour ajuster les différentes pièces étroite- ment l'une à l'autre peuvent comprendre des butées dres- sées fixes ou des blocs de piliers et des coins coopérants ou, alternativement, un système de goujons et chevilles, comme l'on va décrire.
Les surfaces formant étranglement qui sont pa- ralléles l'une à l'autre peuvent également être parallèles à l'axe de l'outil, dans lequel cas l'extrémité de l'ou- til achevé est pourvue de surfaces d'ailes qui sont éga- lement parallèles à l'axe de l'outil; ou les dites sur- faces formant étranglement peuvent être inclinées, dans le sens des aiguilles d'une montre, ou dans le sens oppo- sé, àl;axe de l'outil, dans lequel cas, l'extrémité de l'outil achevé est pourvue d'ailes qui sont inclinées ou forment coin, ceci pour obtenir un meilleur engagement de l'outil dans le creux pour le vissage ou le dévissage des attaches à tête creuse, selon le cas.
D'uatres objets, faits et avantages apparaîtront de la description qui suit, lue en même temps que les des- sins ci-joints, dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en plan d'une matrice d'ex- trusion faite conformément à l'invention;
Les figures 2,3 et 4 sont des vues en coupe sui- vant axes 2-2, 3-3 et 4-4, respectivement de la fig. 1;
La figure 5 est une vue en élévation d'un embout 4e tournevis fabriqué conformément à la présente invention;
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La figure 6 est une vue en coupe fragmentaire - agrandie correspondant à la fig. 4;
La figure 7 est une vue semblable à la figure 5, mais illustrant un embout de tournevis possédant des ailes inclinées;
La figure 8 est une vue similaire à la figure 6, mais montrant une matrice d'extrusion pouvant convenir pour former 7.'embout de tournevis de la figure 7, et
La figure 9 est une vue en plan "explosée" d'une matrice d'extrusion similaire à celle de la figure 1, il- lustrant une forme alternative des moyens détachables pour fixer les diverses parties dans leur disposition d'assem- blage.
En vue de faciliter la compréhension de l'inven- tion, on se réfère aux exemples de réalisation de celle-ci, montrés aux dessins ci-joints et on utilise un langage descriptif détaillé. On comprendra toutefois qu'aucune limitation de l'invention na été envisagée et que de nom- breux changements et modifications peuvent intervenir qui se présenteront naturellement à quelqu'un versé en la ma- tière.
En se référant aux figures 1 et 2, la matrice. d'extrusion qui y est représentée en coupe est adaptée de manière à produire des embouts de tournevis ou des poin- çons de tête pour engager ou former, selon le cas, des creux de têtes de vis du type décrit dans la demandé'de-- bsevet américaine co-pendante n 494,726, et comprenant quatre blocs de coins identiques 10, 11, 12 et 13 et quatre blocs d'épaisseur identiques 14, 15, 16 et 17, tous suppor- tés par une base adéquate 18. la-base 18 est pourvue de blocs de piliers se dressant vers le haut 19- 20- 21 et.22 qui peuvent être intégrés dans la base 18 ou peuvent être construits séparément et fixés rigidement à la base de n'importe quelle manière adéquate.
Un bloc de. pilier de chaque.paire opposée, et dans le cas illustré les blocs de piliers 19 et 22 sont formés de cette manière, est agencé avec sa surface intérieure inclinée vers les surfaces ex- térieures latérales des blocs de coin de la matrice elle-
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même. C'est-à-dire qui, la surface regardant l'intérieur du bloc pilier 19 est inclinée vers les surfaces latérales adjacentes des blocs de coin 10 et 11, et la surface re- gardant l'intérieur du bloc pilier 22 est inclinée vers les surfaces latérales adjacentes des blocs de coin 10 et 13.
L'autre bloc de chaque paire opposée à sa face re- gardant l'intérieur exactement parallèle aux surfaces la- térales adjacentes des blocs de coin correspondants, qui sont adaptés de manière à venir buter tout contre les dits blocs piliers lorsque la matrice d'extrusion est en con- dition d'assemblage. Lorsque les blocs de coin et les blocs d'épaisseur sont rassemblés de la manière illustrées à la figure 1, un coin 23 est inséré entre le bloc pilier 19 et les surfaces latérales adjacentes des blocs de coin 10 et 11, et un coin 2 est inséré entre le bloc pilier 22 et les blocs de coin 10 et 13, avec comme résultat que la matrice d'extrusion en plan est maintenue en position d'assemblage d'une manière sure et rigide.
En se référant à présent à la figure 6, on verra que ces surfaces des blocs de coin qui-s'unissent pour for- mer l'ouverture de la matrice sont conçues de manière à prévoir un cône d'approche, une surface formant étrangle- ment et un cône de dégagement. Le cône d'approche peut prendre la forme d'une surface incurvée 25 comme illustré, ou peut prendre la forme d'une surface plane inclinée de façon adéquate. La surface formant étrangement 26 se trou- ve dans un plan qui est parrallèle à l'axe de l'ouverture de la matrice, et, en vue d'éviter une friction indésira- ble, est de dimension verticale relativement courte.
Le cône de dégagement 27 commence à l'extrémité inférieure de la surface formant étranglement et s'étend jusqu'à la surface de fond du bloc de coin.
Les surfaces correspondantes des différents blocs de coin sont construites de la façon décrite, de telle sor- te que, lorsqu'elles sont assemblées, elles définissent une ouverture de matrice de forme correspondant générale- ment à celle de l'objet terminé, la seule divergence si- gnificative de conformité exacte avec celui-ci consistant dans l'inclinaison ou conicité des portions de relief pré- citées. Comme il est bien connu dans la branche, la portion
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étranglée d'une matrice d'extrusion détermine la dimension finale des portions de l'ouvrage passant à travers celle-ci.
En se référant à la figure 8, il sera noté que la surface formant étranglement 26' du bloc de' coin.11' est inclinée à la verticale, et la surface formant étranglement opposée 28 du bloc de coin 12' est inclinée d'une façon similaire, c'est-à-dire parallèle à la sur.-face 26'.
Le cône d'approche 25', qui est dans ce cas-ci représenté par une surface plane est disposé à un "angle d'approche" favorable à la surface formant étranglement 26', et le cône de dégagement 27' a une inclinaison modifiée de fa- çon correspondante pour obtenir un "angle de dégagement" approprié. Les surfaces correspondantes du bloc de coin 12' sont changées, de façon similaire, dans leur inclinai- son d'une manière appropriée pour permettre une approche adéquate et des angles de dégagement et de manière à ame- ner la surface formant étranglement 28 à êtreexactement parallèle à la surface 26'.
Les surfaces correspondantes des différents blocs de coin sont achevées de la même fa- çon, de sorte que la matrice d'extrusion assemblée définis- se un creux en conformité substantielle avec l'extrémité souhaitée à l'objet terminé illustré à la figure 7.
On appréciera que l'angle de dégagement a été considéra- blement exagéré dans chacune des diverses figures dans lesqusiles l'angle est montré. On comprendra également que l'affirmation selon laquelle le creux défini par la matrice d'extrusion est "en conformité substantielle" avec l'extré- mité souhaitée à l'objet terminé, se réfère uniquement à la portion de l'extrémité de l'objet achevé qui s'étend dans et au travers de l'étranglement de la matrice pendant l'opéra- tion d'extrusion.
En appliquant la méthode de la présente invention à l'aide de la matrice d'extrusion que l'on vient de décrire, la pièce de travail est d'abord fabriquée, de préférence par graissage aux extrémités, en conformité générale avec l'ob- jet terminé que l'on désire. L'épaisseur des ailes de l'embout de tournevis ou de poinçon, cependant, après usi- nage, excède leurs dimensions finales souhaitées de 2% à 5% ou plus, mais ne dépasse pas de plus de 15% l'épaisseur finale.
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L'extrémité de l'outil ainsi usiné est alors passée dans la matrice d'extrusion sous pression de refoulement, laque!' le dépendra jusqu'à un certain point de la nature de la matière travaillée, jusqu'à ce qu'elle s'engage dans le fond de l'ouverture de la matrice. Comme il est bien con- nu dans la branche, du fait de la réduction de l'épaisseur des' ailes de l'outil, leur longueur s'accroîtra quelque peu, la matière des ailes passant en fait à travers l'étranJ glement à une vitesse qui dépasse celle à laquelle la tige de l'outil progresse. Au cours de cette opération, la ma- tière de l'extrémité de l'outil est compressée et durcie par travail, ce qui améliore les caractéristiques de l'ou- til, notamment sa durée de travail.
Pour achever une extrémité d'outil comme illus- tré à la figure 7, on utilise la méthode qui vient d'être décrite, en employant une matrice d'extrusion formée comme décrit en connexion avecla figure 8. Le résultat, dans les deux cas, est la production d'une extrémité d'outil très précise en dimension, et dans laquelle les surfaces la- térales opposées de chaque ailette sont exactement paral- lèles.
La figure 9 illustre une matrice d'extrusion pro- filée qui est exactement . semblable à celle des figures 1 et 2 excepté que chaque bloc de coin est pourvu d'une cheville et d'un trou de boulon et de logements pour re- cevoir les extrémités de la cheville et du boulon associés à un bloc de coin adjacent. Chaque bloc d'épaisseur est également pourvu de logements pour recevoir une cheville et un boulon. Le bloc de coin 30 est donc pourvu d'une cheville 31 qui passe à travers l'ouverture 32 dans le bloc d'épaisseur 33 et de là dans un logement 34 du bloc de coin 35.
Le bloc de coin 30 est aussi perforé de fa- çon adéquate comme en 36 pour recevoir un boulon 37 qui passe à travers une ouverture 38 dans le bloc 33 et de là dans un logement fileté 39 dans le bloc de coin 35, Les chevilles respectivement associées à chacun des bloc de coin et ouvertures d'engagement dans les blocs d'épaisseur et aux logements dans les blocs de coin adjacents, assurent un assemblage net et précis des diverses parties, et le serrage des différents boulons 36 dans le logement fileté correspondant 39 assure l'assemblage d'une manière déta- chable. Les matrices d'extrusion des figures 1 et 9, res- pectivement, sont évidemment interchangeables dans l'exé- cution de la méthode de la présente invention.