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"Procédé et dispositif pour le tronçonnage de tiges métalliques ou bien de fils métalliques".
Le sciage est un procédé utilisé souvent parmi les différents procédés connus pour le tronçonnage de tiges métalliques ou bien de fils métalliques (appelés par la suite tiges métalliques). Ce procédé de tronçonnage pré- sente le défaut d'un rendement assez faible et de pertes de matériaux élevées si l'on découpe de minces tiges métalliques en petites pièces. Il présente en outre le défaut que la sur- face de coupe ainsi produite n'est pas assez lisse pour satis- faire à l'exigence posée aux pièces à former ultérieurement par écoulement à froid.
Il est connu que dos exigences plus élevées que normalement sont posées à la planéité de la surface de pièces qui sont à former par écoulement à froid, puisqu'on ne peut assurer que de cette manière des produits finis d'une qualisé de surface et d'une forme satisfaisante et de dimen-
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sions appropriées (d'épaisseur de paroi appropriée). llest vrai que l'on obtient des pièces métallqieus à surface is- @ faisante si l'on procède au tronçonnage par enlèvement co- peaux au lieu du sciage.
Ce tronçonnage réalisé généra ment sur des tours ou bien sur des machines semblables est c ndant très coûteux et entraîne des pertes considérables de ma siau,
Le cisaillage est un autre procédé cour pour le tronçonnage de tiges métalliques. Ce procédé de le des résultats satisfaisants du point de vue économique, is ne permet pas non-plus une finesse de surface requise pour le procédé dtécoulement froid. Pour les pièces métal lues produites par cisaillage, non seulement les surfaces pro .tes dans le plan de cisaillage sont rugueuses, mais la pièce êtol- lique toute entière est déformée.
Les outils de cisaillage déforment dans la première phase de leur pénétration dans le} corps métallique sa surface extérieure dt ce n'est qu'après cette déformation qu'a lieu le décollement des surfaces adjat centes le long du plan de cisaillage. La mise en pièces par cisaillage présente on outre le défaut que les surfaces de cisaillage sont très irrégulières, la surface du corps métal que est, par conséquent, rugueuse et le poids varie d'un cor@s à l'autre. Cette circonstance est également très désavanta- geuse pour le formage ultérieur par écoulement à froid, puisque les pièces de départ présentant un manque ou un excès de maté- riau donnent souvent des pièces-finies défectueuses.
Compte tenu des exigences élevées imposées aux pièces métalliques qui doivent être formées ultérieurement par écoulement à froid, les pièces de départ servant à cet effet sont généralement produites à partir de tôle ou de ban- des d'après un procédé de pressage. Le défaut le plus impor- tant de ce procédé consiste dans la perte élevée de matériau.
Ces pertes s'élèvent souvent jusqu'à 50% et une perte de 30 à 40% peut être considérée comme générale. Puisque l'écoule-
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ment à froid est généralement mis en oeuvre pour des métaux non ferreux, les pertes produites par les déchets sont relati- vement importantes du point de vue économique.
La présente invention permet de supprimer les inconvénients et les défauts, inévitables lors de la mise en oeuvre des procédés connus. Le dispositif et le procédé conformes à l'invention permettent un tronçonnage presque sans pertes de matériau, des tiges métalliques, tout en pro- duisant une surface tellement lisse des pièces métalliques ainsi obtenues qu'elle satisfait même aux exigences les plus élevées.
De cette manière, ces corps métalliques peuvent être formés ultérieurement, soit nar écoulement à froid soit par un autre procédé, sans traitement intermédiaire mais elles peuvent éga- lement être utilisées sans autre traitement et/ou usinage. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent, par exemple, de fabriquer directement des éléments constituants pour des commutateurs électriques et des appareils de mesure.
L'invention présente l'avantage important qu'elle peut être utilisée pour le tronçonnage de tiges métal- liques de section quelconque puisque la surface des pièces mé- talliques n'est pas déformée lors de son utilisation.
La.caractéristique principale du procédé conforme à l'invention consiste à produire et à maintenir dans la tige métallique à tronçonner ou bien au moins dans son.tron- çon à découper, et cela pendant la durée de l'opération de tron- connageune tension mécanique égale ou supérieure à la tension corresponaant à la limite d'écoulement du matériau à découper et à sectionner une ou plusieurs pièces de la tige métallique, amenée dans cet état de contrainte, par un ou plusieurs dépla- cements mutuellement parallèles et produits de préférence dans des plans perendiculaires à l'axe longitudinal de la tige métallique.
Le/procédé peut être mis en oeuvre de manière que
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la tension nécessaire dans la tige métallique à.tronçonner est produite par une charge agissant suivant son axe longitu- dinal ou en une direction parallèle à cet axe ou bien en direc- tion transversale. Pour produire cette tension dans la tige métallique à tronçonner on peut appliquer des formes mutuelle- ment opposées agissant suivant l'axe longitudinal de la tige ou bien en une direction parallèle à cet axe et/ou en direc- tion transversale.
Le dispositif conforme à l'invention com- porte un organe serrant la tige métallique à tronçonner, un ou deux organes de charge assurant l'effort de tension pendant le découpage et un ou plusieurs organes de tronçonnage qui entou- rent les pièces à découper.
L'objet de l'invention sera mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin annexé qui représente schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention; sur ce dessin : - La figure 1 représente schématiquement un dispositif découpant une pièce à la fois.
- La figure 2 représente un mode de réali- sation possible de l'organe de serrage.
- La figure 3 représente un.dispositif mécanique de tronçonnage, - La figure 4 représente.une vue latérale du dispositif selon la figure 3.
Sur la figure 1, la tige 1 métallique se trouvant dans l'organe 6 de serrée s'appuie contre la plaque 2 da butée fixée au corps 4 de base. L'organe 5 de tronçonnage est disposé de façon mobile entré la plaque 2
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de butée et l'organe 6 de serrage. Cet organe 5 de tron- çonnage comporte un alésage servant à recevoir l'extrémité de la tige 1 métallique.
Lors du tronçonnage, la tige 1 métallique est pressée contre la plaque 2 de butée par une force exercée suivant la direction de son axe longitudinal en parallèle à cet axe au moyen de l'élément 6 de serrage, et l'organe 5 de tronçonnage est ensuite dirigé vers le bas. La partie de la tige se trouvant dans l'alésage de l'organe 5 de tronçon- nage se déplace alors par rapport à la partie de tige se trou- vant dans l'organe 6 de serrage, le long d'un plan disposé entre les organes 5 et 6, ce qui produit le décollement de la partie se trouvant dans l'organe 5 de tronçonnage.
Lors du mouvement ultérieur de descente de l'organe de tronçonnage, , lorsque l'axe de la pièce se trouvant dans l'organe 5 atteint l'axe de l'organe 3 d'éjection, la tige 3 d'éjection en sa direction axiale pousse pendant son déplacement vers la droite la pièce métallique découpée hors de l'alésage de l'organe de tronçonnage et la pièce métallique tombe à travers l'évide- ment du corps 4 de base vers le point de collection. La tige 3 d'éjection est alors ramenée dans sa position représentée sur le decsin, l'organe 5 de tronçonnage est relevé dans sa position'de départ et la tige 1 métallique est ensuite avan- cée jusqu'à la plaque 2 de butée. Après une nouvelle pres- sion sur la tige, le découpage peut recommencer.
Comme le montre la description du procédé conforme à l'invention, le tronçonnage a lieu au fond par ci- saillage, mais le déplaçaient de la pièce métallique à découper exige à l'état d'écoulement à froid du matériau qui est produit par la force axiale agissant sur la tige 1, une force considé- rablement plus faible que pour un procédé de cisaille . clas- sique, exécuté sans la charge précitée. L'état d'écoulement à
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froid est obtenu d'une part, par l'effort de pression, puisque' l'organe 6 de serrage presse la tige contre la plaque 2 du butée, d'autre part en raison de la pression radiale de l'or- gane de serrage et éventuellement aussi par un effort de tor.. sion.
L'extrémité de la tige étant serrée dans l'organe 5 de tronconnage par suite de la pression, ce qui permet égale- ment une rotation. ment une Lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, il est essentiel que les alésages et les évide- ments de l'organe 6 'de serrage et de l'organe 5 de tron- çonnage recevant la tige métallique correspondent exactement aux dimensions et à la section de la tige à découper. Ces exigences étant satisfaites, la surface de la pièce métallique devient suffisamment plana et la pièce gardera sa section origi- nale. L'organe 5 de tronçonnage peut également 3tre réalisé de telle manière que sa partie recevant la tige métallique est divisée et la tige métallique est alors serrée par un dis- positif constitué par une mâchoire supérieure et une mâchoire inférieure.
La figure 2 représente un détail d'un dis- . positif dans lequel le serrage de la tige métallique et la char- ge agissant pendant le découpage s'effectuant au moyen d'un seul organe. Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin cette fonction est remplie par l'organe 10 de serrage et de charge. L'organe 10 représenté sur le dessin est divi- . sé et sa partie inférieure présente .un prolongement réalisé en forme de palier. L'organe 10 tout entier peut tourner autour du pivot 11 logé dans ce palier. La partie inférieure de l'organe 10 s'appuie sur le chevalet 9 tandis que sa
8 de charge. La palque 7 fixa est insérée entre l'organe partie supérieure reçoit l'organe/ 10 de serrage et de charge .et l'organe 5 de tronçonnage.
L'organe 10. comperte à la surface de son évidement servant à recevoir la tige 1 métalli-
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que des entailles'annulaires d'un profil cunéiforme. La distan- , ce entre les différentes entailles est égale à la longueur de la pièce métallique à découper. Lors du tronçonnage, l'organe. ô de charge exerce une pression sur l'organe 10 de serrage, par suite 'de quoi l'organe 10 est pressé sur la tige 1 métalli- que et tourne dans une faible mesure, ou bien cherche à tour- ner, autour du pivot 11 du palier après l'élévation de la pression, tandis qu'il presse la tige métallique 1 renfermée contre la plaque 2 de butée.
L'organe 5 de tronçonnage est ensuite dirigé vers'le bas, la partie de la tige renfermée dans l'alésage ou bien l'évidement de l'organe 5 de tronçonnage se d4place le long du plan disposé entre les organes 5 et 7 et commence à étre cisaillé de la manière décrite ci-dessus.
Après avoir enlevé la pression exercée par l'organe 8 et après avoir renvoyé l'organe 5 de tronçonnage dans sa posi- tion représentée sur le dessin, la tige 1 métallique est avan- cée jusqu'à la plaque 2 de butée à travers l'alésage de la plaque 7 fixe et l'al4sage ou bien l'évidement de l'organe de tronçonnage. Après cela, le tronçonnage peut tre répété de la même manière. t'organe 10 de serrage et de charge peut également être réalisé de manière que,lors de la mise sous char- ge de la tige à tronçonner, ce qui produit la tension à.mainte- nir pendant le découpage, cet organe 10 ne tend pas à tour- ner, mais à se déplacer en direction de :.taxe de la tige, ou bien se déplace mêne dans une faible mesure.
Dans un tel mode de réalisation, l'organe 10 de charge comporte une glissière axiale et un élément cunéiforme de charge est adapté à cet or- gane 10. La charge à transmettre par l'organe 10 comporte par conséquent également une composante axiale due à la charge de la tige à tronçonner.
Dans un dispositif selon les figures 1 et
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2, on peut utiliser pour la production de la charge ainsi que 'pour l'actionnement de l'organe de tronçonnage une source de force mécanique ou hydraulique. Le dispositif peut également @ être conçu de telle manière que les organes produisant la char- ge et le tronçonnage soient desservis par une source de force commune.
Dans tous les modes de réalisation on peut utiliser plusieurs organes de tronçonnage; dans ce cas des organes 5 de tronçonnage fixes et mobiles se succèdent alter- nativement. Les organes de tronçonnage fixes peuvent être éga- lement remplacés par de tels organes de tronçonnage mobiles dont le mouvement subit le mouvement des organes de tronçon- nage, disposés à leurs côtés (mobiles), avec un certain retard.
Les figures 3 et 4 représentent le sché- ma d'un dispositif dans lequel les organes de tronçonnage se déplacent en action le long d'un arc de cercle. Dans ce mode de réalisation les bras 14 de tronçonnage sont montés de fa- çon tournante autour du boulon logé dans la fourche 15 infé- rieure tandis que ses extrémités supérieures se trouvent en communication avec les bras 13. Les bras 13 et 14 sont reliés les uns aux autres de façon articulée. Les extrémités supérieures du bras 13 de transmission peuvent tourner autour du boulon logé dans la fourche 12. Dans l'exemple représenté sur le dessin, la fourche 12 supérieure fait fonction d'or- gane de transmission de la charge. Les alésages 16 dans les
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bras 14 qus co!cia0n dans une position d4terxin'e de ces bras, servent à recevoir la tige 1 à découper.
L'organe servant à serrer et à charger la-tige à découper n'est représen- té que sur la figure 4 et peut être réalisa
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de f.-on quelconqu0. P,-r eut organe de chr3e la tige 1 't.al- 1 iTC est pressée contre la plaque 2 de but"o, rnir':;;rn'.n é,µÉ,ÀùI.4rià C1C: façon ..:Cl'3.'.^,a ; UU:', .,'104C 'ln'3 telle force qua 1l a-
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tériau parvient à l'état d'écoulement à froid; par cette pres- sion-exercée sur la fourche 12 les bras 14 sont alors mis en rotation, de façon à s'écarter mutuellement, et les bras cisaillent de cette manière la pièce métallique renfermée dans leur alésage 16. Après une rotation appropriée, les tiges d'éjection, non représentées sur le dessin, poussent les pièces métalliques découpées hors des alésages 16.
Par la suite les organes sont ramenés à leur position de départ par une force agissant vers le haut sur la fourche,. la tige 1 métallique à tronçonner est ensuite poussée par un organe d'avance jusqu'à la plaque 2 de butée, par suite de quoi le découpage de nouvelles pièces métalliques peut recommencer.
Le dispositif représenté sur les figures 3 et 4 et comportant des organes de tronçonnage en forme de cisailles peut également présenter plusieurs paires de bras de découpage disposés côte à côte et actionnés par une fourcha
12 commune. Il est gident que dans un tel dispositif, on peut également utiliser un organe commun pour l'actionnement de la fourche 12 et pour la charge' de la tige métallique, cet orga- ne pouvant être un organe hydraulique ou mécanique.
Les dispositifs décrits jusqu'ici comportent une plaque de butée fixe, Cette plaque peut également être rem- placée par un organe qui est chargé pendant le tronçonnage et. qui favorise par la pression en direction longitudinale ou bien en direction parallèle à la direction de l'axe longitudinal de la tige 1 métallique, la production ou bien le maintien de l'état d'écoulement à froid.
Un dispositif comportant des moyens de char- ge des deux côtés peut également Atre réalisa de telle manière que ses organes chargeant la tige à découper en direction ' axiale sont constitués par des leviers coudés. Dans un tel mode de réalisation, une tige, dont la longueur est égale à
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la somme des pièces métalliques produites lors d'une opéra- tion, doit être serrée entre les mâ@noires des leviers coudés.
Pour la mise en oeuvre du tronçonnage, la tige est introduite dans les alésages ou les évidements des organes 5 de tron- çonnage fixes et/ou mobiles, les Mâchoires de serrage en forme de leviers coudés sont comprimées et les organes de tron- çonnage mobiles sont ensuite déplacés. Les mâchoires en forme de leviers coudés serrent la tige métallique à la manière d'une pince et lui assurent une charge axiale agissant dans deux sens opposés. L"actionnement des mâchoires en forme de leviers coudés peut également être mis en oeuvre par un organe commun.
Lors du tronçonnage de tiges d'une longueur importan- te, il est avantageux que les mâchoires de serrage du levier coudé ne s'appliquent pas àirectement aux extrémités de la tige-' métallique à découper, mais que les mâchoires transmettent la charge aux extrémités de la tige par l'intermédiaire d'organes de transmission. Il se produira ainsi un déplacement relatif entre les mâchoires et les organes de transmission, mais aucun déplacement n'aura lieu entre les organes de transmission et les extrémités de la tige métallique, et la force de friction, se produisant lors de l'avance n'influence donc pas l'opéra- tion de tronçonnage.
Le dispositif de tronçonnage conforme à l'invention peut comporter un dispositif d'avance, par exemple manuel, qui est réalisé avantageusement de telle manière qu'il se trouve en liaison forcée avec les organes de tronçonnage et/ou avec l'organe de charge de la machine ou bien avec les pièces actionnant ces organes. Cette liaison peut être mécani- que ou hydraulique. Elle doit être réalisée de telle manière que le mécanisme d'avance pousse la tige métallique à tronçon- ner jusqu'à la plaque de butée, après la fin de l'opération de découpage, lorsque ces organes de tronçonnage ont déjà été ra-
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menés dans leur position originale. Un tel dispositif d'avance fonctionnant pas à pas peut également servir d'organe de charge s'il peut assurer la charge axiale désirée de la tige métalli- que à tronçonner.