Procédé de fabrication de pièces métalliques et machine pour la mise en aeuvre de ce procédé.
La présente invention comprend un pro cédé de fabrication de pièces métalliques telles que vis ou boulons à tête creuse, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on place une partie à poinçonner de la pièce de travail dans une chambre délimitée par une partie fixe et une paroi mobile par rapport à cette partie et qu'on poinçonne la pièce de travail à. froid pour obtenir l'extrusion du métal par cette paroi, le métal refoulé entraînant avec lui la dite paroi mobile pendant le poinçonnage.
L'invention comprend aussi une machine servant à la mise en oeuvre de ce procédé et comprenant. un poinçon et des organes for mant une chambre clans laquelle est. destinée à être logée la partie de la pièce à poinçonner.
Cette machine- est caractérisée, de sa part, en ce que ladite chambre est délimitée par une partie fixe et par une paroi mobile par rap port à ladite partie, des moyens étant prévus pour refouler le poinçon dans la pièce de tra vail pour creuser celle-ci à froid, en vue de refouler le métal contre ladite paroi mobile, celle-ci étant. constituée et agencée de manière < lue le métal reflué puisse entraîner ladite paroi avec lui pendant le poinçonnage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine objet de l'invention.
Les fig. 1 et 'montrent l'opération effec tuée dans la première matrice après que l'ébauche a été séparée par cisaillement, la fïg. 1 montrant. l'ébauche cisaillée placée en regard de la matrice et la fig. 2 montrant l'ébauche déformée par extrusion à l'aide du premier outil.
Les fig. 3 et 4 montrent l'opération effec tuée à l'aide de la deuxième matrice, la fig. 3 montrant. l'ébauche obtenue à la sortie de la première matrice, en regard de la deuxième matrice, et la fig. -1 montrant l'entêtage achevé dans la deuxième matrice.
La fig. 5 montre, en coupe axiale, l'ensem ble, comprenant. le manchon, le poinçon et l'outil extracteur, coopérant avec la. troisième matrice.
Les fig. 6 et 7 montrent, semblablement et à plus grande échelle, les organes à l'aide (lesquels on obtient le poinconnage, la fig. 6 montrant le poinçonnage quand il est effec tué en partie et la fig. 7 quand le poinçonnage est achevé.
Sur la fig. 1, l'ébauche cisaillée 01 est montrée en regard de la. première matrice D1. La, machine complète comprend un mécanisme cisailleur et un mécanisme de transfert pour découper et positionner l'ébauche, mais ces mécanismes sont bien connus et ne sont donc pas décrits en détail.
La matrice Dl comporte un passage 1 de section plus petite que celle de l'ébauche<B>01,</B> un passage conique \? et un passage plus ;;rand 3, ce passage ayant un diamètre sensiblement égal à celui de l'ébau che<B>01.</B> L'outil Tl comporte une encoche 4 ayant le même diamètre que le passage 3 et cet outil peut être chanfreiné en a pour ré duire l'encombrement.
Après que l'ébauche 01 se trouve en re gard de la matrice par le mécanisme de trans- fErt, l'outil Tl avance, comme montré sur la fig. 2, pour refouler l'ébauche dans le passage 1, de section réduite, de la matrice, ce qui forme la queue 7 par extrusion. La partie 6 de l'ébauche forme une tête dont. le diamètre est plus grand que celui de la queue 7 et qui n'a. subi qu'un travail à froid réduit ou nul.
A la fin de cette opération et quand le coulisseau entêteur et l'outil ont reculé, un doigt. expul- seur K1 intervient. à un moment approprié à l'aide d'une commande bien connue pour expulser l'ébauche 02 hors de la matrice Dl. et pour l'introduire dans le mécanisme de transfert, qui est. venu en regard de la ma trice pour recevoir l'ébauche.
Sur la fi-. 3, l'ébauche 02 se trouve en re gard de la matrice D'?, laquelle comprend un passage cylindrique 10 dans lequel est logé le doigt. expulseur K2 ayant le même diamètre due la queue 7 de l'ébauche. Dans la matrice est également ménagée une encoche 11 pour faconner la tête de l'ébauche.
On voit sur la fig. 4 et lorsque l'outil T2 a refoulé l'ébauche dans la matrice D2 que la queue 7 n'a. pour ainsi dire pas été sollicitée alors que le métal, qui auparavant formait la tête 6 de l'ébauche 02, est déformé de ma nière à remplir en substance l'encoche 11 de la matrice, de sorte que l'ébauche 03 com porte tune tête 13 sensiblement cylindrique. On préfère donner à la matrice et à l'ébauche des dimensions relatives telles que les arêtes de la matrice ne soient pas remplies pendant. cette opération, ce qui diminue la. pression nécessaire pour façonner la tête.
Comme cette opération correspond au premier travail à froid de la partie entêtée de l'ébauche et. comme les arêtes de la matrice ne sont pas remplies, l'opération de la fig. 4 ne soumet pas le métal à. un travail à froid important et ce métal conserve un état, relativement duc tile avant de subir le poinçonnage.
A la fig. 5, le coulisseau entêteur H petit. se déplacer suivant un mouvement alternatif et de la manière usuelle pour se rzipproelier et s'écarter du bloc de matriçage et ce coulis- seau comprend à cet endroit un bossage 20 dans lequel est logé un outil. Le bossage 20 comprend un alésage pour un manchon cou lissant<B>S</B> entouré d'tule douille de guidage '?? calée dans le bossage en 23.
Un rebord arrière 24 du manchon S empêche le dégagement de celui-ci vers l'avant. quand les pièces sont assemblées. Un plongeur P et un manchon extracteur 32 sont logés dans le manchon S et sont. maintenus dans celui-ci à l'aide d'un irianchon 25 engagé dans l'alésage du bo- sage 20.
Le bouchon 25 est prolongé, à l'intérieur, par un guide cylindrique 26 sur lequel petit coulisser le manchon S par l'alésage 27 de celui-ci. Deux plongeurs 28 et 29 sont enga gés sur la tête 30 du plongeur P et la partie active et hexagonale 31. de celui-ci est en re trait pour faciliter l'engagement de celui-ci dans l'ouvrage et son dégagement hors de celui-ci. L'ensemble décrit ci-dessus ainsi que le manchon extracteur 32 sont logés dans les alésages du manchon S.
Dans l'extrémité active de celui-ci est nréttagé un passage 33 dont. le diamètre est. égal à celui de la tête de l'objet que l'on veut obtenir. Comme le man chon extracteur 32 coulisse également dans le passage 33, il a aussi le même diamètre. L'ex trémité 32a du manchon 32 petit venir en contact avec la tête de l'ébauche et est main tenue en contact par un mécanisme à came.
La partie arrière du manchon extracteur 32 comporte un rebord 3.1 sur lequel plusieurs tiges 35 prennent appui, ces tiges traversant des trous des plongeurs 28 et 29 en étant solidaires d'un plongent, 37. U n prolonge ment 38 du plongeur 3 7 a une extrémité arrondie 39 pour coopérer avec une surface profilée 40 d'une came C montée sur un arbre 41. Dans le coulisseau entêteur est ménagée une fente 42 pour recevoir la. came C et un coin ÏV est prévu pour maintenir le bouchon 25 à une position convenable.
(généralement, une vis agit sur la face avant du bouchon 25 afin que la position de celui-ci paisse être convenablement. réglée de- pair avec l'effet du coin f4. La face inclinée 43 du coin IV est appliquée sur une face oblique 44 de la fente du coulisseau.
Dans ce cas, la matrice D3 a une forme particulière en ce sens qu'elle comporte Lui téton annulaire 15 pour la raison expliquée ci-après. Le diamètre interne de ce téton est égal à celui du passage de la matrice qui re çoit la queue de l'ébauche 03. Son diamètre extérieur est sensiblement égal à celui du pas- sage 33 du manchon coulissant S, de sorte que celui-ci peut s'engager sur le téton annulaire 1 5 de la matrice.
-Ayant terminé la description de l'outil et de la matrice, au troisième poste, on v a dé crire les opérations qui restent à faire pour obtenir le creusage de la tête de l'objet. La fig. 6 montre le dispositif quand le poinçon .P est engagé en partie dans la tête de l'ébauche alors que le manchon S est venu entourer la tête et s'est. engagé sur le téton 15 de la ma trice. Quand le poinçonnage continue, le mé tal tend à se déformer pour former les arêtes 51 de l'ébauche. En même temps, le métal dé formé tend à refluer dans une direction oppo sée à celle de l'avancement du poinçon.
Comme le manchon<B>8</B> n'est pas maintenu positivement. contre la matrice, le métal reflué qui agit sur la paroi du passage 33 du manchon, comme en 52, tend à entraîner le manchon avec lui pour l'écarter de la matrice. Sur la fig. 6, par exemple, on montre un intervalle 53 qui est obtenu par le recul du manchon S à cause de l'extrusion du métal. Cette figure montre éga- Icinent la fonction du téton annulaire 15 qui, de pair avec le manchon S, délimite complè tement et à tout moment le logement de la tête de l'ébauche pendant le poinçonnage, même si le manchon a reculé partiellement à cause du fluage du métal.
La. fig. 7 montre la. fin du poinçonnage; le manchon S a reculé davantage en rendant l'in tervalle 53 phis grand. Deux petites flèches indiquent le fluage ou l'extrusion du métal qui agit sur la partie 52 de la face interne du manchon pour provoquer le recul de celui-ci. Pendant le poinçonnage, le manchon extrac teur 32 est maintenu écarté de l'objet entêté pendant que le coulisseau entêteur avance. Quand le poinçonnage est terminé, le poin çon est dégagé hors de l'ébauche, les par ties en retrait du poinçon facilitant cette opé ration.
On se rend compte que l'objet entêté et poinçonné peut être obtenu avec un minimum de travail du métal et de manière que la matrice ne subisse qu'une usure très réduite en n'étant soumise à. aucun effet d'extrusion ou d'abrasion de la part. du métal de l'ébau che. Le manchon et les organes de matriçage permettent de creuser ou de poinçonner avec succès l'ébauche même si la tête est sensible ment cylindrique avant le poinçonnage.
Diverses variantes peuvent être pré vues. L'ébauche montrée sur la fig. 5 peut être usinée de la manière usuelle. En effet, bien que l'on préfère, comme montré sur les fig. 1. et 2, commencer par une extrusion plu tôt que par un entêtage, les hommes de mé tier se rendront aisément compte que l'on pourrait partir d'une ébauche ayant une sec tion' transversale égale à. celle de la pièce à obtenir, après quoi cette pièce est façonnée de manière à recevoir une tête. Le choix du début. par une extrusion ou par un entêtage dépend avant tout de la. forme de l'objet final et de la matière qui le constitue.
De même, la tête de l'ébauche de la fig. 4 ne doit pas nécessairement, être cylindrique, car elle. peut. être légèrement. tronconique.
L'expression travail à froid doit être comprise dans soit sens usuel, c'est-à-dire comme étant un travail en dessous de la tem pérature à laquelle se fait une croissance ra pide des grains du métal ou une recristalli- sation. Le procédé est tout particulièrement utile aux températures inférieures de la zone du travail à froid, car à ces températures, qui peuvent atteindre environ 200 à 260 , les dif ficultés résultant. de bavures, d'un coincement dans les matrices et d'un retrait sont évitées.
Au lieu de fabriquer des vis ou boulons â tête creuse, on pourrait se servir du procédé et de la machine selon l'invention pour obtenir d'autres objets à poinçonner ou à percer, tels que des écrous ou analogues.