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Méthode et appareil pour la formation de flâna pour vis à tête en forme de douille.
La présente invention concerne d'une manière générale les méthodes de forgeuge, et plus particulièrement une nouvelle méthode et un nouvel appareil pour le forgeage à froid d'articles ayant des parties repliées, par exemple de vie à tête en forme de douille ou sooket, et analogues.
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Dans la fabrication de vis à tête en forme de socket, il était usuel de cisailler des flans en partant d'une matière première et de les replier ensuite, et de percer le flan de la vis pour fermer la tête à douille et la tige, La flan est alors en général usiné aussi bien sur la tête que sur l1 extrémité de la tige et est fileté pour achever la vis. L'usinage ou fraisage de la tête du flan a été employé pour former le chanfrein aux bords, pour maintenir la hauteur de la tête endéans les tolérances requises, enlever la section biseautée du trou hexagonal, et donner un fini meilleur de la surface de la tête pour améliorer l'aspect et pour la sécurité puisqu'un tel frai- sage enleva tous bords aigus.
L'usinage de l'extrémité de la tige du flan a été réalisé dans un appareil de formation de pointes comme l'une des opérations d'une machine combinée incorporant le découpage, la formation de la pointe et le filetage, mais l'opération de fraisage à l'extrémité de la tête a généralement demandé une manipulation séparée ainsi que la prévision dune machine séparée pour réaliser cette fonction. Avec un tel usinage, des difficultés se sont parfois produites, puisque l'opération de découpage laisse souvent des barbes au trou hexagonal formé dans la tête.
Cette opération séparée de fraisage a occasionné des frais d'investissement de machines supplémentaires, des frais d'entretien et des frais d'opération ainsi que des difficultés comme par exemple lors du mandrinage des vis sans endommager le filet et le positionnement précis des flans, de sorte que l'opération d'usinage doit être exécutée convenablement.
De plus, le coût des matériaux a augmenté puisque le fraisage ou grattage sur une vis à tête de 3/8" enlève comme
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déchet environ 1/32" de la matière. Dans la fabrication en série le coût accumulatif de tels déchets est substantiel.
La nécessité d'usinage de l'extrémité de la tête du flan a souvent été occasionnée par la présence d'ilote sur les extrémités du flan initial cisaillé d'un fil métallique constituant la matière première, qui produisent des bords aigus et des défauts dans l'extrémité du flan muni de la tête.
Ces ilôts qui constituent de petites saillies partiellement séparése de la pièce à laquelle elles sont réunies, laissent des borda aigus lors de l'achèvement de 1* opération de formation de la tête, qui peuvent blesser ou couper les doiges de j'opérateur et qui influencent défavorablement l'aspect du produit fini. '
Dans la méthode et dans l'appareil incorporant la présente invention, un cisaillement amélioré est obtenu en dé- coupant les flans initiaux dans le fil ou tige de départ sans former des Ilote ou des inégalités excessives dans les surface* d'extrémité ou découpées. Cependant, les extrémités de tels flans initiaux ne sont pas carrées.
Dans la première opération de conformation, les flans sont mis en position dans des montages de matrices etleur surface est rendue conique d'une manière qui concentre la pression sur la face d'extrémité du flan pour donner l'équarrissage complet de l'extrémité. Les Matrices et les outils utilisés dans cette phase de l'opération sont également disposés de manière à éviter la torsion, la flexion ou le mouvement excentrique du flan.
Le flaui est ensuite replié, en formant une tête ayant une race d'extrémité lisse et un* couronne bien remplie autour des borda externes. Ici à nouveau, les matrices et les outil. servant & la formation des replis sont disposés de telle manière que la pression soit concentrée sur la face d'extrémité de telle sorte qu'un fini satisfaisant et une faible tolérance
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en résultent. L'extrémité interne de la partie à tête ne s'écoule pas dans les coins de la cavité de la matrice, en laissant des coins non remplis qui sont remplis dans l'opéra- tion qui suit.
Dans l'opération finale de conformation, la tête est percée au moyen d'un poinçon polygonal ou d'un outil de formation de douille ou socket. Pendant la première partie de la pénétration du poinçon, la matière dont est formée la tête est repliée vers l'avant dans les coins inférieure de la cavité de la matrice pour former une tête remplie de manière complète. Ce repliage vers l'avant a pour résultat un décou- page du poinçon depuis la face d'extrémité, et ne produit pas la déformation de la couronne ou de la face d'extrémité. Dès que les coins Inférieurs de la tête sont remplis nettement, la pression s'accumule en produisant une extrusion vers l'arrière de la tête le long du poinçon et de la matrice, en achevant ainsi le flan.
Parce que le découpage se fait sans créer des ilote sur la face cisaillée, on obtient un fini de haute qualité sans bords coupants aigus sur la face d'extrémité, Le cisail- lement produit également de manière précise le volume appro- prié de matière, de sorte que les tolérances sont maintenues de manière précise sans la nécessité d'un fini au fraisage de la tête. Cela a pour résultat que la vis à tête achevée peut être réalisée en une seule machine combinée ayant un dispositif couuant qui avance, un dispositif de formation de pointe pour l'usinage de l'extrémité de la tige du flan et un cylindre de filetage pour donner les filets requis sur la tige.
Une telle machine combinée est du type général décrit dans le brevet Prost des Etats-Unis d'Amérique, N 2 020 658 du 12 Novembre 1935.
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L'un des objets importants de la présente invention est de prévoir une nouvelle méthode et un nouvel appareil perfectionnés de formation de flans pour vis à tête en forme de socket sans la nécessité de prévoir une opération d'usinage pour achever la face de tête du flan.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une nouvelle méthode et un nouvel appareil perfectionnés pour le cisaillement de flans en partant d'une tige ou fil cylindrique ayant des parties découpées nettes bien définies sanr ilote au autres défauts de la surface.
Encore un autre objet de l'invention est de prévoir une méthode et un appareil pour le cisaillement de flans cylindri- ques en partant de fils ou tiges métalliques, où les extrémités cisaillées'sont débarrassées de défauts substantiels de la surface en combinaison avec une opération de repliage pour équarrir l'extrémité de ce flan pour former une face d'extrémité lisse et carrée.
Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir une nouvelle méthode et un nouvel appareil perfectionnés pour la formation de vis à tête en forme de socket, où des moyens sont prévus pour emprisonner une quantité prédéterminée d'huile lubrifiante à l'extrémité de l'outil de formation du socket pour sa lubrification pendant l'opération de formation du socket.
Encore un autre objet de la présente invention est de . prévoir une nouvelle méthode et un nouvel appareil perfectionnés pour la formation de vis à tête en forme de socket ayant un chanfrein adjacent à l'extrémité du socket et un bord externe à couronne sur l'extrémité du socket, sans la nécessité d'un usinage.
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Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir un appareil nouveau et perfectionné pour la cisaillement d'un flan en partant d'une tige ou d'un fil, où le cisaillement est muni d'un espacement entre le couteau coupant et le fourreau pour empêcher la formation d'Ilote ou d'imperfections profondes de,la surface, en combinaison avec une opération d'équarrissage donnant au flan une extrémité lisse et carrée.
Encore un autre objet de la présente invention est de prévoir une méthode et un appareil nouveaux et perfec- tionnés pour la formation de flans à tête en forme de sooket où une encoche peu profonde est formée dans l'extrémité du flan pendant l'opération de découpage et un outil de formation de socket est ensuite pressé dans la dite encoche pour former le socket requis, où l'encoche et l'outil de formation du socktt reçoivent des dimensions telles, et sont disposés de telle manière, qu'ils permettent l'emprisonnement d'une quantité prédéterminée d'huile lubrifiante pour la lubrifica-. tion de l'extrémité de l'outil de formation du socket.
Encore un autre-objet de l'invention est de prévoit un dispositif nouveau et perfectionné de raclage pour donner la conformation requise à l'extrémité du flan et pour détacher le flan de l'outil,
Encore un autre,objet de l'invention est de prévoir un montage nouveau et perfectionné de matrice donnant une prétension sur l'une des surfaces, qui soit plus grande que la prétension sur d'autres surfaces pour assurer que les flans qui y sont formés ne déforment pas la matrice et forment ainsi des articles de forme conique.
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D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins qui suivent, dans lesquels,
La figure 1 est une vue en plan d'une machine de découpage perfectionnée incorporant la présente invention.
La figure 2 est une coupe faite à travers la machine devant la plaque frontale, illustrant le mécanisme de découpage et de transfert.
La figure 3 est une coupe fragmentaire agrandie montrant les détails de construction du fourreau de l'outil coupant et de la bague coupante.
La figure 4 est une vue le Ion[, de la ligne 4-4 de la figure 3 illustrant la face de la bague coupante.
La figure 5 est une coupe à échelle plus grande : illustrant l'opération de découpage immédiatement avant que la rupture ne sépare le flan de la matière de départ.
La figure 6 estune vue en plan, en coupe longitu- ; dinale des matrices et outils au premier poste de matrice illustrant la position des éléments lorsque la buselure coulissante sur le cote du dispositif coupant vient en engagement avec la matrice dans la plaque à matrices, empûchant un nouveau mouvement vers l'avant de la buselure.
La figure 7 est une vue similaire à la figure 6 illustrant la position des éléments à l'achèvement de l'opération au premier poste de matrices
La figure 8 est une vue on plan, en coupe longi- tudinale, du deuxième poste de matrice ou la t8te est repliée l'extrémité du flan illustrant les éléments à l'achèvement de l'opération exécutée à ce poste.
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La figure 9 est.une vue en plan en coupe longitudinale du troisième et dernier poste de travail, où le socket est formé dans la tête illustrant les éléments au polnt de la course auquel le repliage vers l'avant est achevé et l'extrusion vers 1 'arrière commence.
La figura 10 est une vue similaire à la figure 9 Illustrant, les éléments à l'achèvement de la course de travail,
La figure 11 est une vue fragmentaire à échelle plus grande de la tête du flan formée Jans le deuxième poste de travail de la figure 6, 'illustrant la forme de l'outil formant une encoche peu profonde dans la tête,
La figure 12 est une coupe fragmentaire à échelle plus grande de l'outil de formation du socket au moment où il vient en engagement avec la tête formée au deuxième poste de matrice, illustrant la manière dont le lubrifiant est emprisonné à l'extrémité de l'outil de formation du sooket.
La figure 13 est une élévation latérale en coupa longitudinale du troisième poste de travail illustrant la structure du marteau d'air et du râoloir ou outil à détacher
La figure 13a est une illustration schématique de la commande du levier du racloir.
La figure 14 est une vue d'extrémité des outil. au troisième poste de matrice.
La figure 15 est une vue en plan en coupe longitu- dinale du poste final de la machine de découpage où les flâne de vis tête sortent de la machine*
La figure 16 est une vue latérale et d'extrémité du flan initial découpé de la matière de départe
La figure 17 est une vue latérale et d'extrémité du flan formé au premier poste de matrice.
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La figure 18 est une vue latérale et d'extrémité du flan formé au deuxième poste de matrice.
La figure 19 est une vue latérale et d'extrémité du flan final formé au troisième poste de matrice.
En se reportant à la figure 1, le chiffre 10 désigne un châssis de socle de toute construction'appropriée.
Un arbre principal 11 est supporta sur les côtés opposés du dit châssis et présente une manivelle 12 ayant une bielle 13 qui est tourillonde. Sur cette manivelle un contre-arbie 14 est connecté par des engrenages au contre-arbre 11 de manière à tourner à la même vitesse que l'arbre. Le châssis du socle présente à son extrémité antérieure une piaque à matrices 16 et à l'intérieur d'une voie coulissante formée dans le châssis, une coulisse coupante 17 est montée de manière à recevoir un mouvement alternatif vers la plaque 16 et en s'éloignant de celle-ci. La bielle 13 est articulée sur la coulisse pour produire son mouvement alternatif en réponse à la rotation de l'arbre à manivelle.
Du fil ou tige métallique 18 est alimenté à travers le châssis 10 au moyen de galets d'alimentation de type conventionnel ou analogues et est cisaillé à un poste de cisaillement 19 en flans 21 illustrés dans la figure 16 et transférés au premier poste de matrice 24. En se reportant à la figure 2,la matière de départ vient en engagement avec une cisaille comprenant un ensemble 22 à couteau à mouvement vertical alternatif qui fait cisailler le flan 21 et le trans- porte vers le haut en alignement horizontal avec les postes de travail du flan où il est saisi par une première paire de doigts de transfert 23. Un dispositif de frappe (non illustra
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est employé pour repousser le tlan cisaillé 21 loin du couteau 22 à mouvement vertical alternatif.
Le mécanisme de transfert est adapté à porter si- multanément des flans de la cisaille à un premier poste de matrice 24, du poste de matrice 24 à un deuxième poste de matrice 26, de ce deuxième poste 26 à un troisième poste de matrice 27 et de ce troisième poste 27 à un poste 28 qui reçoit le flan. Des doigts de transfert 23 sont montés sur un chariot 29 qui se déplace d'un mouvement alternatif vers l'avant et l'arrère devant la plaque à matrices pour accomplir cette action. Les doigts 23 sont actionnés de manière à saisir des flans chassés des matrices et à mettre progressivement en position le flan devant le poste de matrice qui suit, pour l'opération subséquente.
Tout le système de transfert reçoit de l'énergie de manière synchronisée avec le mouvement de la coulisse de découpage de sorte que les flans sont progressive- ment déplacés vers chacun des postes de matrice et vers le poste 28 qui reçoit le flan. La structure illustrée pour le transfert des flans progressivement vers chaque poste de travail de flan est décrite en détail dans le brevet Clouse des Etats- Unis d'Amérique N 2 026 823 du 7 Janvier 1956.
Du fil métallique 18 est alimenté à travers la plaque 4 matrices par des galets d'alimentation de type conven- tionnel jusqu'à ce qu'il vienne en engagement avec une jauge réglable 31 de cette matière de départ. Lorsque la matière de départ 18 vient en engagement avec la jauge 31, le volume con- venable de cette matière de départ nécessaire pour former le flan fini de boulon est cisaillé de la matière de départ par un mouvement vertical du couteau 22.
En se reportant aux figures 3 à 5,un tuyau ou fourreau durci 32 estmonté dans un alésage 30 formé dans la
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plaque de matrices 16 et est formé avec un alésage 33 à travers lequel passe la matière de départ 18. Une bague coupante durcie 34 est montée sur le couteau 22 et est .formée avec un alésage similaire 36 en alignement avec l'alésage 33 lorsque le couteau 22 se trouve dans la position inférieure illustrée dans la figure 2.
Après que l'extrémité antérieur* de la matière de départ est venue en engagement avec la jauge 31 de la matière de départ, le couteau 22 porte la bague coupante 34 vers le haut en cisaillant le flan 21 de la matiez de départ 18,
Afin d'empêcher la formation l'ilote dans l'extré- mité découpée des flans 21 ou autres irrégularités drastiques de la surface, l'extrémité du fourreau 31 est formée avec un bord coupant recourbé 37 se prolongeant vers 1 'arrière depuis la face d'extrémité du fourreau 32. D'une manière similaire, la bague coupante 34 est formé* avec un bord .
coupant recourbé 38 se prolongeant vers l'arrière depuia la face de la bague coupante 34. Avec ce mette de construction, les borda coupants '7 et 38 sont espacés entre eux de la plus grande distante, dans la zone où on doit, cisailler la plus grande épaisseur de Matière. Puisque la Manière de départ est cylindrique, l'épaisseur cisaillée est la plus grande le long d'un plan passant à travers l'axe de la matière de départ parallèle à la direction du mouvement de cisaillement de la bague coupante 34. La profondeur de la zone qui doit être cisaillée diminue en des points espacés latéralement depuis ce plan.
Pour former les bords coupants recourbes 37 et 38 sur le fourreau 32 et sur la bague coupante 34 respectivement, leurs faces sont polies au moyen d'une roue de polissage en
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produisant ainsi une encoche recourbée peu profonde 40 se
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prolongeant à travers :.e fourreau et la bague coupante. Qat encoche 40 formée dans la bague coupante 34 est le mieux illustrés dans la figure 4. Les bords coupants recourbés sont
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formés par l' intersection des:alésages 33 et 36 et de l'encoehe recourbée 40 et présentent en projection une forme sur un plan fait à travers l'axe des alésages 33 et 36 et perpend1olar' à la direction du mouvement dé la bague coupante, telle 1 i., crée dans la figure 3.
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Le fourreau 32 et la bague coupante 34 sont mont8 de telle ,manière que leurs encoches réactives 40 s'étendent # *, lèlement à l'axe du mouvement-de la bague coupante. Le "p''a+1 32 est réglable axialement dans l'alésage 30 pour former le réglage du jeu opératoire jusqu'à environ 0,004" entre la face
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de la bague oouante et la face du ."cur.-eau* Tous moyens ePPr9" priés, tels qu'une vis de pression 30a pourront être emplo16 pour bloquer le fourreau en sa position réglée. t' espacent entre leu bords coupants 37 et >8 est déterminé par la dQ11t. de la matière de départ. De la matière de départ Plus $rAn4Q ductilité exige un espacement plus grand entre les bards coup**.
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'7 et 38, ce qui est obtenu en polissant aussi bien la aS"' ooupante que le fourreau.
En se reportant à la figure 5, lorsque la bague
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coupante ,4 se meut vers le haut par rapport au fourreau 32# partie supérieure 37a du bord coupant 37 (indiquée par =0 ltgn* en de départ 18. D'une manière similaire , la partie inférieure ,Sa
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du bord coupant 38 coupe dans le c8té inférieur de la mAt1r de départ 18. Ce découpas, ou cisaillement de' c8tés cpp4a 1 matière.18 continue jusqu'à atteindre l'état illustré dang Ig
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figure 5, A ce Marnent de l'opération de cisaillement, la section non cisaillée se rompt le longue la ligne en pointillé 45 qui' relie les parties 37a et 38a.
Cette ligne ou plan de rupture est inclinée par rapport à la direction de l'effort de cisaillement et tend à approximer le plan naturel de rupture déterminé par les propriétés physiques de la matière de départ 18.
L'espacement axial entre les bords coupants est développé en polissant le fourreau et la bague coupante jusqu'à ce que l'angle du plan de rupture 45 se rapproche de l'angle naturel de rupture de la matière. Lorsque cette condition a été remplie, la matière de départ se rompt de manière nette le long d'un seul plan et on supprime ainsi les ilots ou les imperfections excessives de la surface. Cela a également pour résultat une plus grande uniformité du volume du flan.
Les formes recourbées des bords coupants 37 et 38 ont pour résultat des parties 37b et 38b respectivement faisant saillie axialement sur les côtés des encoches 40 . Ces saillie* forment un profil recourbé dans la partie cisaillée de la découpure qui suit en général le plan incliné de rupture pour assurer que la surface de rupture soit nette à travers l'extré- mité entière du flan. Les extrémités antérieures des parties saillantes 37b et 38b sont cependant espacées axialement l'une de l'autre de sorte qu'un Jeu est prévu pour empâcher un endommagement sérieux à la surface de rupture lorsque la bague coupante 34 continue à se mouvoir dans sa position supérieure.
Le flan 21 est transporté par les doigts de trans- fort 23 depuis le poste de cisaillement 19 jusqu'au premier poste de matrice 24 illustré dans les figures 6 et 7. Dans la plaque de matrice 16 au premier poste de matrice 24 ae trouve monté un porte-matrice 46 lequel supporte à son tour une matrice d'extrusion 47. Cette matrice d'extrusion 47 présente une partie d'entrée 48 ayant un diamètre pratiquement égal au
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diamètre du flan 21, conduisant à une gorge d'extrusion 49 d'un diamètre égal au diamètre requis pour la tige du boulon. Une cheville de frappe 51 est placée avec son extrémité 52 de manière à venir en engagement avec l'extrémité interne du flan lorsque la quantité convenable de matière formant le flan a été extrudée à travers la gorge d'extrusion 49.
L'engagement de l'extrémité du flan avec la face d'extrémité 52 de la cheville de frappu 51 empâche tout autre mouvement vers l'intérieur du flan à travers la gorge d'extrusion 49 et agit également pour donner un certain équarrissage de la face d'extrémité du fiant
Sur la coulisse coupante 17 se trouve montée une matrice 53 en forme de buselure coulissante supportée de maniera à recevoir un mouvement axial par rapport à la coulisse coupant! 17 à l'intérieur d'une buselure.de support 54. Une clavette 56 montée dans la coulis&e coupante 17 se prolonge dans une voie de clavette allongée 57 et agit pour délimiter le mouvement axial de la matrice coulissante 53 par rapport à la coulisse coupante 17 en direction allant vers la plaque de matrices 16.
Un ressort 58 est placé entre une plaque de renforcement 59 et un épaulement 61 pour faire tendre la buselure de matrice 53 vers la position antérieure extrême de sa course par rapport à la coulisse coupait** te 17,comme illustré dans la figure 6. La matrice coulissante 53 présente une section conique 62 se prolongeant vers l'arriéré jusqu'à un alésage coaxial 63. Un outil de repliage 64 se prolonge jusque dans l'alésage 63 à frottement pour support latéral et est formé avec une tête agrandie 66 pouvant venir en engagement avec un épaulement 67 de la matrice coulissante 53 pour limiter le mouvement antérieur de l'outil de repliage 64 par rapport à la matrice coulissante 53.
Une cheville de reniai? cernent 68 passe entre l'extrémité postérieure de l'outil de
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repliage 64 et la plaque de renforcement 59 pour délimiter le mouvement vers l'arrière de l'outil 64 et transmettra les efforts de repliage à la coulisse coupante 17.
L'outil de repliage 64 est formé avec une face plate d'extrémité 69 pouvant venir en engagement avec l'extré- mité-du flan 21 situé au poste de matrice 24 lorsque la coulisse coupante 17 se déplace vers la plaque de matrices 16, L'alésage 63 formé dans la matrice coulissante 53 présente un diamètre substantiellement égal au diamètre du flan 21 de sorte qu'il fournit un support latéral substantiel pour l'extrémité externe du flan, empêchant ainsi la flexion du flan.. ou analogue pendant l'extrusion de l'extrémité Interne 4 travers la gorge d'extrusion 49, Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, les extrémités du flan il sont formées avec une section nette qui cependant n'est pas carrée.
Par conséquent, l'engagement entre la face d'extrémité 69 et 3, 'extrémité du flan 21 est initialement excentrique et produirait la flexion du flan s'il n'y avait pas lo support latéral de l'alésage 63 de la matrice coulissante 53.
A mesure que la coulisse coupante 17 se déplace vers la plaque à. matrices 16, la matrice coulissante 53 est maintenue dans sa position située le plus à l'avant par le ressort 58. Par conséquente le flan est bien supporté lorsqu'il est repoussé à travers la gorge d'extrusion 49 jusque ce que son extrémité interne vienne en engagement avec la face d'extrémité 52 de la cheville de frappe 51.
La figure 6 illustre la position des divers éléments au point de la course où l'extrémité antérieure de la matrice coulissante 53 vient en engaGement avec la face de la matrice 46, empêchant ainsi tout nouveau mouvement vers
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l'avant de la matrice 004'+40ante 53 La motrice QQUU<F9jt9ltfy est formée de telle parère que la section inclinée e? og espacée de l'extrémité de la 'matrice d'extrusion 47, 4* continuation du mouvement de-la coulisse coupant 17 vzw position antérieure des pitres morts illustrés dans la t%ffif% 7 continue à pqrter l'outil de repliage 64 vers l'av4t4# qu faisant ainsi mouvoir le flan le long de la mairie 0p,u.34${tn|}tµ 53 et de la matricg d'ettrusion 47 Jusqu'à ce que 1','6 interne vienne en engagement.
avec la face d'extrémité $$ 49 l'outil de frappe 5, Un t'el engacenient empêche tqi4t QMV mouvement vers l'avant du flan et amorce le replia deng If section inclinée 6a go la matrice coulissante 53, Le rQPUas;, de l'extraite du flan se te4 PRf4t que la matrice couUssante 53 est fixe par rapport h l ?ril| , de matrices 6, do lonçe quelle repliage demande un QMfWe 1S de l'extrémité du flan par rapport à la section inc1u. g, matrice coulissante. Le frottement entre les parois eg 19 iµ0||ffl 62 et l'alésage 9' résiste 4 un te: mouvement vers eyfat bzz pour résultat de gréer une haute pression entre du flan et la face d1 extrémité 69 de l'outil de rePI1998 #i 'ge4 produit une concentration de, pression qui assure que 14 rAt. d'extrémité 72 du flan 7> formée au premier poste de M4rto est aplatie et est lisse çt carrée comme illustré ft. , ftlNM 17.
L'emprisonnement radial de la matière de départ 44eq l matrice coulissante 55 produit un flan conique bien pe le flan 7> est symétrique autour de son axe central, A mesure que la coulisse coupante 17 40 MPU .n s'closant de la. pl4qme 4 matrices 16à la cheville e 904ppf 51 est poussée vers l'avant par une commande de trAPPO 74 illustrée dans la figure Ip pour éjecter le ffcan 7 49 1.1
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matrice 41.
Des deltffetf dé 'r&b.tb iJ $à1s1$sebt le fi an 73 lorsqu'il se dégage dw là Patrie* kf m Id portent eh une position en allenettisnt & if die poste de matrice illustré dans la figuré Et Dans la plaqua dé tll'3 16 si.dst,t,s poste se trouve monté un IIdt't'..!'t1Af1Chl l' r\iJrr/1é avec un épaulement 77 incliné de maniera aoriVafËë ht5 i v,h'bb en engagement et supportant une inverti oh de lt4 ta ayant un biseau externe qui s'adapte au bie*aU dé t"p'1êm'n' 77, Dorritre l'in.rt1on de matrice 78 de trouve fila de a iiiit CÁtW1ktêtitè inseftion de matrice 7Si qui est supporté ,tLdtit dans un alésage Si tonné dans le ports-matrice 16. À l1 kir Mars dë la deuxième insertion de ' matrice 79 se trouve 1.6 un organe tubulaire de butée 82 pressé contre l'extrémité P.td1. , 1 deuxième insertion d'ext4m1té de ffiatriod 7 par t3 bkâlûâ de montage 83.
Cette bague 6o,mbntage 8 toit rl1'Î. l6t td Interne du porte matrice 76 et tât tbethdë iVée uhi rate d'extrémité 84 utappuy4ût 6ôùtï'e 1't ep<itU!t.ëta % ë6 âge l'organe dé buttée sa.
L'extrémité postérieure d$ le bagut lié montage 85 vient en engagement avec une platée de rt41.'.mtnt 67 u1, son tour, transmet les efforts di 'siYkJ i 081.*1* de lt aeh1n.f - >La première 1bil,in de m.'1G' 78 est formé* avoo ut alésage central 88 qui ilYiy '1 11i0,'iWHilf cil ètt'dh1Ué 89. sur la deuxième lnlfjt4 ai f 15 Pour définir une ettd' de tête dans laquelle la bëtê du il.n bit repliée. Je l'arcure depuis la face 4.etf'Mtb. Ê9, Id deuxième insertion de Matrice 79 est formée avec un 1"' g piâààht à travers l'organe de' butée 82. Les a6ge& Pl et 99 iegdîhtèht un diamètre substan- t1el1emet égal au di$Mete * 1. partie extrudée du flan 73 de ' sorte que le flan 73 bO1i*.. tt.i1mèÜt dans les matrices,
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avant le topliage.
Une cheville de frappe 9 passe dans 11.14.'.k 92 et est mise en position avec sa face d'extrémité 94 eh êàgàgià ment avec l'extrémité interne du flan 73 lorsque li partie extrudée du flan 73 est mise eh position à l'intérieur de l'alésage 91 et de l'alésage 92 et la partie non extruddé à# prolonge devant la race d'extrémité 89. Une pluralité de rïiîiiï4â de ventilation 93 sont disposées symétriquement dans l'1h.i,iiÜ de matrice 78 pour empêcher l'occlusion d'huiles lUb1t16ftt¯. ou air au coin interne de la cavité formée par l'alésage il Ob il face 89* Au second poste de matrice 26 se trouve monte un Pëét#4 outil 96 sur lâ coulisse coupante 17 qui supporte un$ tttttËUt 4. repliage 9?' en alignement avec-la première insertion due it imteidi 78.
Une plaque de renforcement 98 placée derrière la bàgUi d'outil gl transmet les efforts de repliage au part#*ctui3ii f$ Le porte-outil 56 transmet à son tour les chargea de tep1i." par l'intermédiaire d'une deuxième plaque de renforcement µ9 fc la coulisse coupante 17. La bague 97 présente un alésage bêtitMÏ 10 d'un diamètre légèrement plus grand que la distance entti iii coins du socket qui est finalement formé dans le flan. A l'intérieur de l'alésage 101 se trouve placée une cheville d'indentation 109 présentant une face d'extrémité 10 61K' lâ forme d'un tronc de e8ne avec -un angle d'environ 80* par r&8r à l'axe de la Cheville ainsi que des évents d'air 100 digodddi symétriquement sur son diamètre externe parallèle à 8n axât Ci* éventa Ioô communiquent avec des rainures de ventilation 106â formées dans la plaque de renforcement 98.
La face d'.K'3m1" est aplatie en 104 4 un diamètre d'environ 0,04 de pouce dàüt 1. machine de dimensionnement illustrée. L'outil d'indentation itfil pour former un ôhâhtteln 106 qui reste dans le flan achevé
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aide guider une clef dans lip ooçk%pt fçjrm4 lors de l'opération qui suit., .)a bague 97 présente une onçqçhe H37 ay4nt un coin en 1108, Ce coin arrondi IQO fgem# 3,. bord requis en couronne l'extrémité supêrtol4r# #M , ;e feffri achevée.
A mesure que la coulisse peuplante se meut vers la plaque matrices le,le flan 72 Mis pqq *u deuxième peste atiete a vient? en ffftgWMMt jf ff Jl fjfKVtUt 4'lndentatlo'n 108 et;, s pons-at dans les watr$e µ 1'r # que son tM-trëtnit interne vienne 4Veç g finji 4!$ç$rômnà' 94 de l'outil 4<î frappe' Cela. empêche ut (?MVfftw 1'1'G iu flan vers j' intérieur. && continuation 0u m'tmll t coulisse coupas- te vers A plaque do mat frise prodi#$ If ropt4epç de l'extrémité du flan dans l'état illustra dpeq 4 f4gyre 8 'et: de cette manière le flan InttiAl 4 tête 109 114motrd 94ni 1 ;emro 18 est formé.
4e flan 109 présente une tige drottç m uqo t3te 112. A mesure que la tête bzz est zF.,a R<!ur ' 44 engagement avec la paroi de l'alésage .66, un mow #jlî| f*W l'nt;ï'ieur résistant au frottement du flan se dévfi'ffle pe reru produit une augmentation de la pression sur la faoe supérieure résistant a un nouveau repliage Par conséquent, lu p4p4reeurt du flan est ao3.;t.e 4#fflgbro -et un $q4n 4fi'' t fprm 113. également", l'outil 'entaon 10S; terni Xeonqoçho peu profonde 114.
Le coin 116 nlç4t pas rempH 49 HftoMn complète puisque des pressions plus éle-4es sont pequ)j,seo( pepr faire écouler la matière dans les coin aigu , plus lorsqu'e la résistance due à l'envasement par Avec la paroi de la cavité résiste à cet écoulement* Lorsque la coulisse comp4pte J*7 effectue son mouvement. de retour$ depuis la face go la M4tr4op# ;g neville de frappe 93
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le serrant en place contre la face interne du premier élément de matrice 126 et à son tour retient le premier élément de matrice 126 contre la face interne conique 123. L'extrémité de la bague de montage 131 vient buter contre un épaulement: 132 de l'organe de butée 129 et l'extraite postérieure de la bague de montage vient buter contre la plaque de renforcement 87.
Par conséquent, les efforts de conformation sont transmis par l'organe de butée 129 et la bague de montage 131 à la plaque de renforcement 87.
Dans le mode de réalisation Illustré, le flan est du type fileté sur une partie seulement de la longueur de la tige, Par conséquent, une matrice d'extrusion 133 est montée à l'extrémi. té antérieure de l'organe de butée 129 et est formée avec une gorge d'extrusion 134 qui réduit le diamètre de la tige dans ia région à fileter de aorte que le filet découpa sur la tige aura un diamètre maximum égal au diamètre de la partie non filetée de la tige.
La face d'extrémité 136 de la deuxième insertion de matrice 127 coopère avec un alésage 137 pour définir une cavité de matrice dans laquelle la tète est formée. Le deuxième élément de matrice 127 est formé avec un alésage 138 passant à travers, et coaxial avec, l'alésage 137 et également coaxial avec la gorge d'extrusion 134. L'organe tabulaire de butée 129 présente un alésage 139 coaxial avec la gorge d'extrusion 134 et ayant un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de la gorge d'extrusion.
Une cheville de frappe 141 est mine en position avec son extrémité antérieure 142 dans l'alésage 139 et pouvant venir en engagement avec l'extrémité de la tige du flan lorsque l'extrusion requise à travers la gorge d'extrusion 134 a été achevée.
Un porte-outil 143 eot monté dans la coulisse coupante
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17 au troisième poste de matrice 27 et est formé avec un alésage central 144 qui supporte latéralement un porte-poinçon 146. A l'intérieur du porte-poinçon 146 se trouve monté un outil de perforation ou formation de socket 147 formé avec une extrémité' postérieure agrandie 148 apte à venir en engagement avec un épaulement 149 du porte-poinçon 146 pour empêcher un mouvement vers l'avant de l'outil perforant par rapport au porte-poinçon 146. L'extrémité postérieure de l'extrémité agrandie 148 s'appuie contre une cheville de renforcement 151 qui à son tour s'appuie contre un organe de butée 152'monté dans la coulisse coupante 17.
Un coin 150 place de manière réglable l'organe de butée sa.
L'extrémité antérieure de l'outil perforant 147 est formée avec une extrémité hexagonale 153 ayant un tronc de cône 154 à sa tact antérieure.
Parce que les coins inférieurs 116 du flan 109 sont non remplis, le premier effet qui se produit au troisième poste de matrice 27 lorsque l'outil perforant 147 pénètre dans la tête, est le repliage vers le haut, ce qui produit l'écoulement de métal de la tête dans les coins, de manière brusque, en remplis- sant les coins inférieurs de la tête. Cela a pour résultat que l'outil perforant 147 coupe dans la tête le long des coins arron- dis 113 et ne modifie pas le contour de la face supérieure de la tête. La figure 9 illustré les positions des éléments à la fin de cette phase de repliage vers l'avant.
Des que les coins inférieurs sont rapidement remplis, la continuation du mouvement de l'outil perforait 147 dans la tête, produit l'extrusion vers l'arrière le long de la partie exagona- le 153, en augmentant ainsi la hauteur de la tête finie jusqu'à celle montrée dans la figure 10. Puisque la partie initiale de l'opération de perforation ne produit pas des efforts latéraux* le chanfrein autour du socket hexagonal à la face supérieure du boulon fini reste non affecté.
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.Lorsqu'on fabrique des vis à tête en forme de socket qui ne demandent pas de chanfrein autour de l'extrémité ouverte du sooket, le diamètre de l'outil d'indentation 102 peut être réduit à un diamètre ne dépassant pas le diamètre entre les parties plates de la partie hexagonale 153 de l'outil perforateur 147.
En se reportant aux figures 11 et 12, l'angle du tronc de cône de l'outil perforateur 147 est inférieur à l'angle du done 103 de la cheville d'indentation 102 de sorte que l'huile lubri- fiante ne sera pas emprisonnée par l'outil perforateur à c8té de ses bords externes. Cependant, la face plate d'extrémité 156, illustrée le plus clairement dans la figure 12, préfente un diamètre plus grand que la face plate d'extrémité correspondante de ' la cheville d'indentation 102 de sorte qu'une petite poche 155 de dimensions contrôlées 153 est prévue pour emprisonner l'huile lubrifiante lorsque l'outil perforateur pénètre dans la tête.
Cette huile lubrifiante emprisonnée sert à luarifier l'extrémité de l'outil perforant pendant l'opération de perforation et à aug- menter ainsi la vie de l'outil. Il est important de s'assurer que. la quantité convenable de lubrifiant est emprisonnée, car des quantités insuffisantes de lubrifiant produisent une usure excessi- ve du poinçon et une quantité trop grande produit des lignes radiales à l'extrémité interne du socket, ces lignes étant mal tracées, ce qui est nuisible pour l'aspect de l'article fini et produit des concentrations d'efforts. La pompe et la tuyère servant a livrer le lubrifiant à l'outil et aux matrices n'ont pas été montrées puisqu'elles sont bien connues dans la technique.
Lorsque la coulisse coupante 17 se ment vers l'arrière après achèvement de la course de travail au poste de matrice 27. le poinçon de frappe 141 est poussé vers l'avant par la commande
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74 de l'organe de frappe pourchasser le flan fini hors des matrices au troisième poste de matrice 27.
Un mécanisme de raclage ou séparation illustré dans les figures 9, 10, 13 et 14 est prévu pour effectuer les fonctions combinées d'estampage, marquage de lettres ou chiffres sur la surface supérieure de la tête de la vis à tête autour du socket et également pour effectuer le raclage ou séparation du flan de l'outil de formation de socket 147 lorsque la coulisse coupante 17 se meut vers l'arrière depuis la plaque de matrices 16, Ce mécanisme de raclage comprend un support 161 pour une bague de raclage 162. Le support 161 est supporté à coulissement par des chevilles de poussée 163 guidées dans des coussinets 164 montés dans le porte-outil 143,
Ces' chevilles de poussée 163 sont ancrées dans le support 161 contre un épaulement 166 en montant des boulons 167 filetés dans les extrémités des chevilles de poussée 163. lies vues des figures 9 et 10 montrent une seule cheville de poussée 163 et tut boulon de montage 167, puisque ces vues ont été prises le long d'un plan brisé disposé de manière à montrer également le mécanisme de ressort pour pousser de manière élastique le mécanisme de raclage vers la position arrière.
Cependant , les deux chevilles de poussée 163 disposées symétriquement et les boulons de montage sont prévus sur les côtés opposés du support,
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aine1rQU'111ustré dans laf1gÚre 14.
Pour pousser le support 62 vera la position arrière il- lustrée, des boulons à ressort 168 sont disposés symétriquement comme illustré dans la figure 14, font saillie à travers le support 161 dans des alésages 169 se prolongeant en direction axiale et formés dans le porte-outil 143.
Des écroua 171 sont enfilés sur les extrémités des boulons 168, Dee ressorts 172 passent entre les écrous et une face plate 173 contée sur la face
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antérieure du porte-outil 143 par des boulons 174 et agissent pour mettre élastiquement doua tension le support 161 et la bague de raclage 162 vers la position postérieure illustrée,
La bague de raclage 162 se meut vers l'avant par rapport à la coulisse coupante 17 pour venir en engagement avec la face supérieure du flan 117 à deux moments différents du cycle, et elle remplit deux fonctions séparées.
La première fonction est de marquer tous signes requis sur la face supérieure de la tête du flan autour du socket et la deuxième est de détacher le flan de l'outil 147 de formation de sooket. En se reportant la figure 14, la bague de raclage 162 présente des inscriptions en relief qui impriment les chiffres ou lettres requises sur la tête du flan.
Dans la figure 13, on a illustré le mécanisme servant à taire mouvoir la bague de raclage 162 vers l'avant. Lès extrémités postérieures des chevilles de poussée 163 viennent en engagement avec l'extrémité supérieure en forme de fourche d'un levier de raclage 175 articulé en 176 sur la coulisse coupante 17. Le côté postérieur du levier 175 s'appuie contre une enclume 177 montée à coulissement dans un cylindre creux 178 dans un alésage 179 formé dans la coulisse coupante 17.
L'enclume 177 est formée avec une flasque 181 pouvant venir en engagement avec l'extrémité antérieure du cylindre 178 pour limiter le mouvement vers l'arrière de l'enclu- me 177. Un piston de choc 182 situé 4 coulissement dans le cylindre 178 s'adapte sur la paroi interne du cylindre, un ressort 183 se prolongeant, entre le piston 182 et l'enclume 177 en maintenant normalement le piston en la position postérieure illustrée dans la figure 13. Un guide à ressort 184 est monté sur l'enclume 177 pour empêcher la flexion du ressort 183.
De l'air sous pression est alimenté à travers toute sou- pape appropriée (non illustrée) vers le passage d'admission 186
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formé dans la coulisse coupante 17 vers l1 extrémité postérieure de l'alésage 179. Le cylindre 178 est formé avec une rainure annulaire 187 communiquant entre le passage 186 et des lumières radiales 188 passant à travers les parois du cylindre. Des garnitures d'étanchéité 189 prévues sur le cylindre 178 viennent en engagement avec la paroi interne de l'alésage 179 pour empêcher des fuites le long de cette paroi. Lorsque de l'air sous pression est admis par le passage 186 vers l'extrémité postérieure du piston 182, le piston avance le long du cylindre 178 jusqu'à ce qu'il vienne frapper l'enclume 177.
On prévoit une distance considérable de course libre de sorte que le piston 182 possède une vitesse substantielle lorsqu'il fait contact avec l'enclume.
L'engagement du piston 182 avec l'enclume 177 produit le mouvement de l'enclume vers l'avant, et par l'intermédiaire du levier de raclage 175 et des chevilles de poussée 163, il fait pousser la bague de raclage 162 contre la face supérieure du flan 117 plaoé dans les matrices. Puisque l'énergie cinétique du mouvement du piston 182 doit être absorbée sur une très petite course lorsque la bague de raclage 162 vient en engagement avec la tête du flan, des e:forts suffisants sont développés pour marquer les lettres ou chiffres réquis, dans la surface supérieure de la tête. La soupape qui contrôle l'air sous pression vers le passage 186 est synchronisée de telle manière que la bague de râclage 162 vient frapper le flan, tandis que la.coulisse coupante 17 se trouve en position antérieure de points morts.
Pour détacher le flan 117 de l'outil de formation de socket 147 lorsque la coulisse.17 se meut vers l'arrière depuis la plaque à matrices 16, le levier de raclage est tourné en diree* tion opposée au mouvement des aiguilles d'une montre pour pousser les chevilles 163, et à son tour la bague de raclage 162 vers
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l'avant par rapport à l'outil 147. Cela empêche le flan d'être chassé des matrices par l'outil. tans la figure 13a une commande du levier de raclage est schématiquement illustrée. Une bielle 191 est connectée à pivotement entre la bielle 13 et un bras 192 sur un arbre à cames 193 supporté sur la coulisse coupante 17.
Par conséquente l'arbre à cames 193 oscille vers l'avant et l'arrière à mesure que la bielle 13 oscille autour de son pivot sur la coulisse coupante 17 en synchronisation avec le mouvement alternatif de la coulisse coupante. Une came 194 sur l'arbre à cames 193 vient en engagement avec le levier de raclage 175 pour produire le mouvement requis en direction opposée au mouvement des aiguises d'une montre. lorsque la coulisse coupante 17 se sépars des matrices.. la cheville de frappe 141 est poussée vers l'a/ant par le Mécanisme de commande 7 pour chasser le flan achevé au poste de matrice 27 dans les doigts de transfert 23 qui portent le flan-achevé dans une position en alignement aveo le poste 28 récepteur de flan.
Un élément tubulaire 196 aituë au poste 28 récepteur du flan est monté dans un support 197 qui à son tour est Monté dans la coulisse coupante 17. L'organe tubulaire 196 a des dimensions lui permettant de recevoir les flans achevas 117 et est monté en alignement avec un tube 198 sortant du dispositif coupant, Afin ' d'empêcher les flans de tomber hora de l'organe tubulaire 196 à mesure que la coulisse coupante se retire,
un organe à friction 199 mis sous tension par ressort est monté dans le côté de l'organe tubulaire 196 et est pressé vers le flan par un ressort lame 201. Un élément de poussée 202 est monte dans la plaque de matrices au poste récepteur de matrices 28 et est mis sous tension par ressort vers sa position antérieure extrême au moyen d'on ressort hélicoïdal 203.
Lorsque la coulisse coupante se
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meut vers l'organe de poussée 202, les flans pénètrent dans l'organe tubulaire 196 et sont pressés le long de celui-ci par l'organe de poussée 202. Le ressort 203 est employé pour amortir le choc puisqu'il y existe une colonne relativement lon- gue de flans dans le tube 198.
Une méthode et un appareil pour la formation de vis à tête en forme de secret selon la présente invention prévoient un mécanisme de cisaillement perfectionne qui supprime les îlots dans les extrémités découpées du flan initial. Les matrices et les outils coopèrent avec le mécanisme de cisaillement pour former un flan achevé ayant une tête qui ne demande aucun usinage en réduisant ainsi les déchets, les frais d'inventaire et les frais de machines.
Un mode préférentiel de réalisation de l'invention a été décrit et illustré, mais il est bien entendu que diverses modi- fications et variantes des parties pourront être appliquées sans sortir de la portée de l'invention.
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