Procédé de fabrication d'une vis comprenant un corps et au moins un filet rapporté, machine pour la mise en #uvre de ce procédé et vis obtenue par ce procédé On connaît des dispositifs de commande<B>à</B> vis comprenant un écrou constitué par une bague file tée intérieurement coopérant avec une vis par l'in termédiaire de plusieurs rouleaux également filetés disposés en satellites entre la vis et la bague. Dans ces dispositifs décrits notamment dans le brevet suisse<B>M, 330595,</B> les rouleaux sont de relativement petit diamètre et les filets<B>de</B> la vis doivent pouvoir supporter des charges ponctuelles élevées.
Pour obtenir la résistance désirée, il est d'usage de constituer ces vis avec des aciers, alliés de qua lité,<B>à</B> teneur en carbone élevée, qu'il faut soumettre <B>à</B> des traitements thermiques compliqués. Après ces traitements thermiques, les vis doivent encore être redressées, opération longue et délicate, avant que l'on procède<B>à</B> une rectification des filets qui présente de nombreuses difficultés lorsquIl s'agit<B>de</B> vis de grande longueur qui se déforment en cours de tra vail, notamment avec les profils de filet nécessaires sur ce genre<B>de</B> vis (filets multiples). Ces vis exigent ainsi un poids élevé d'une matière coûteuse et des opérations de fabrication longues et difficiles, et par tant onéreuses.
La présente invention vise<B>à</B> fournir un procédé pour fabriquer une vis qui soit d'un prix<B>de</B> revient moins élevé mais dont les filets présentent également une grande ténacité.
Selon le procédé que comprend rinvention, pour fabriquer une vis comprenant un corps et au moins un filet rapporté constitué par un fil métallique en roulé en forme d7hélice disposé dans une rainure hélicoïdale de ce corps, on soumet le fil avant<B>de</B> l'enrouler en forme d'hélice,<B>à</B> un traitement tendant <B>à</B> l'allonger<B>de</B> façon plus marquée sur son côté appe <B>lé à</B> se trouver<B>à</B> rextérieur <B>de</B> l'hélice que sur l'au tre, afin de créer dans la moitié correspondante<B>de</B> la section droite du fil, par suite<B>de</B> la contraction consécutive<B>à ce</B> traitement,
des contraintes de com pression suffisamment élevées pour que cette partie du fil destinée<B>à</B> faire saillie sur le corps de la vis reste, une fois le fil enroulé, le siège de, contraintes de compression ayant pour effet d'améliorer sa té nacité.
Dans une mise en #uvre préférée du procédé de l'invention, on soumet en outre le corps de la vis, entre les filets,<B>à</B> un laminage, en vue<B>de</B> refouler de la matière dudit corps sous le fil enroulé sur ce dernier.
L'invention comprend une machine pour la mise en #uvre de ce procédé. Cette machine est caracté risée en ce qu7elle comprend un support solidaire d'une broche tournante destiné<B>à</B> recevoir le fil en roulé en forme & hélice, et des moyens mobiles le long d'une vis mère reliée en rotation<B>à</B> ladite bro che, destinés<B>à</B> agir sur<B>le</B> fil avant son enroulement afin<B>de</B> créer des contraintes de compression dans la moitié<B>de</B> la section droite du fil appelée<B>à</B> se trouver <B>à</B> l'extérieur de l'hélice.
L'invention comprend enfin une vis obtenue par ce procédé, qui présente un corps et au moins un filet rapporté constitué par un fil métallique disposé dans une rainure hélicoïdale de ce corps, cette vis étant caractérisée par le fait que ce fil est sollicité par des contraintes de compression dans la majeure partie au moins de la partie de sa section formant saillie sur le corps de la vis.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine pour la mise en #uvre du procédé que comprend l'invention et illustre des mises en #uvre de, ce, dernier.
La fig. <B>1</B> est une vue partielle de, la vis, dans laquelle le fil formant le filet est enlevé sur une por tion de la vis. La fig. 2 est une vue schématique, en plan, de la machine utilisée pour fabriquer cette vis.
La fig. <B>3</B> est une coupe selon la ligne<B>3-3</B> de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue de détail<B>à</B> plus grande échelle.
La fig. <B>5</B> est une coupe selon la ligne<B>5-5</B> de la fig. 4.
La fig. <B>6</B> est une vue analogue<B>à</B> celle de la fig. <B>3,</B> représentant une variante<B>de</B> la machine.
La fig. <B>7</B> est une, vue<B>de</B> détail<B>de</B> cette variante, <B>à</B> pl-us grande échelle.
Les fig. <B>8</B> et<B>9</B> représentent des variantes de la vis.
La fig. <B>10</B> illustre une phase facultative du procédé. La vis représentée<B>à</B> la fig. <B>1,</B> d#un type connu, comprend un corps<B>1</B> et un filet rapporté 2 constitué par un fil métallique<B>3</B> de section circulaire disposé dans une rainure hélicoïdale 4 de ce corps.
Elle est fabriquée<B>à</B> l'aide de la machine repré sentée aux fig. 2 et<B>3</B> qui comprend un bâti<B>5</B> pourvu de deux glissières parallèles<B>6</B> le long desquelles est mobile un chariot<B>7.</B> Ce chariot est déplacé<B>à</B> l'aide d#une vis mère<B>8,</B> entraînée<B>à</B> partir de la broche du tour portant un mandrin<B>9,</B> par l'intermédiaire & un train d7engrenages disposé sous un carter<B>10.</B>
Entre le mandrin<B>9</B> et une contrepointe usuelle <B>11</B> est disposé le corps<B>1</B> de la vis<B>à</B> fabriquer qui comprend<B>déjà</B> une rainure héliedidale 4 dans la quelle doit être déposé le fil<B>3</B> fourni par une bobine 12 d7un touret<B>13</B> fixé au chariot<B>7.</B>
Devant la bobine 12, sur le bâti du touret<B>13,</B> est disposé un dispositif de laminage 14, traversé par le fil<B>à</B> enrouler et qui guide ce dernier. Pour des vitesses et sens de rotation appropriés du mandrin <B>9</B> et de la vis mère<B>8 ' le</B> fil<B>3</B> passant tout d7abord dans le dispositif de laminage 14 sera ainsi enroulé progressivement sur le corps<B>1,</B> dans la rainure héli- c6idale 4 destinée<B>à</B> le recevoir.
On soumet le fil<B>3,</B> avant son enroulement sur le corps<B>1</B> de la vis,<B>à</B> un traitement tendant<B>à</B> l'allonger plus sur son côté appelé<B>à</B> se trouver<B>à</B> l'extérieur de la vis que sur l'autre.
Sur la machine représentée, ce laminage est ef fectué par<B>le</B> dispositif de laminage 14 qui comprend un rouleau principal<B>15</B> de relativement grand dia mètre sur lequel le côté intérieur du fil prend appui et deux galets de pression<B>16</B> de plus petit diamètre, portés chacun par un coulisseau<B>17,</B> qui agissent sur le côté extérieur du fil.
Le rouleau<B>15</B> présente une gorge<B>18</B> de section semi-circulaire dans laquelle le fil prend appui et les galets<B>16</B> présentent chacun une gorge<B>19</B> en forme de V renversé qui coiffe le fil<B>3,</B> comme représenté aux fig. 4 et<B>5.</B> Les deux galets<B>16</B> peuvent présenter des profils légèrement différents pour avoir une ac tion progressive sur le fil.
<B>A</B> l'aide<B>de</B> vis<B>17',</B> les coulisseaux<B>17</B> sont pous sés en direction du rouleau<B>15,</B> de sorte que les ga lets<B>16</B> exercent une pression marquée sur le fil<B>3</B> qui se trouve laminé au fur et<B>à</B> mesure<B>de</B> son pas sage entre ces galets<B>16</B> et<B>le</B> rouleau<B>15.</B>
Du fait du profil en V des galets, deux légers plats 20 sont formés sur les côtés du fil (fig. <B>5).</B> Comme indiqué<B>à</B> la fig. 4, le rayon r des galets <B>16</B> est plus petit que le rayon R du rouleau<B>15,</B> de sorte que<B>le</B> laminage ainsi réalisé tend<B>à</B> allonger le fil<B>3</B> de façon plus marquée sur son côté exté rieur 22 que sur son côté intérieur<B>23</B> (fig. 4).
Ce laminage a pour effet d7établir des contrain tes de compression dans la partie<B>A</B> hachurée verti calement (fig. <B>5)</B> de la section du fil, soit sous les flancs 20 formés sur ce dernier qui sont destinés<B>à</B> servir de surface<B>de</B> roulement<B>à</B> un organe coopé rant avec la vis.
La zone intérieure B de la section du fil, hachu rée horizontalement, sera par contre le siège de con traintes<B>de</B> traction, de même éventuellement qii7une très petite zone<B>C</B> située tout<B>à</B> l'extérieur du fil (fig. <B>5).</B>
Le laminage sera effectué de façon que les con traintes de compression créées dans la partie<B>A de</B> la section du fil soient suffisamment élevées pour qu'une fois le fil enroulé sur le corps de la vis, la portion de fil formant saillie sur le corps de la vis reste, dans la majeure partie au moins de sa section, le siège<B>de</B> contraintes de compression qui ont pour effet d'améliorer la ténacité des flancs 20 du filet.
Peu après son enroulement sur le corps de la vis, le fil<B>3</B> passe sous un galet de pression 24 monté sur une coulisse réglable<B>26.</B> Ce galet 24 a pour effet de plaquer le fil dans la rainure du corps de la vis. Le réglage de sa position radiale permet de modifier quelque peu le diamètre de la vis terminée, le fil<B>3</B> très dur et de relativement petit diamètre s'incrustant plus ou moins dans<B>le</B> corps de, la vis. Une lunette <B>à</B> suivre<B>27,</B> disposée en face du galet 24 sous la vis, soutient cette dernière et l'empêche de fléchir. Le galet 24 assure également le polissage du fil.
Le corps<B>1</B> de la vis pourrait également être trempé par haute fréquence.
Quant au fil tréfilé<B>3</B> constituant le filet, il sera en un métal ou alliage ayant des qualités de résistance et<B>de</B> dureté élevées.
On pourra utiliser par exemple des alliages spé ciaux tels que ceux composés de 20<B>à</B> 22 % de mo- lybdène et, pour le reste, de fer pur, qui changent<B>de</B> structure sans durcir lors d'un chauffage<B>à</B> 1200-<B>C</B> environ suivis d'une trempe, et dont la dureté devient considérable (Brinell<B>500 à 600), à</B> la suite d?un re venu<B>à</B> température beaucoup moins élevée (environ 6001, <B>C),</B> au cours duquel la matière tend<B>à</B> repren dre sa structure primitive en provoquant des tensions internes.
Des résultats équivalents peuvent être obtenus avec des aciers alliés contenant environ<B>18</B> %<B>de</B> chrome et<B>8 % de</B> nickel qui atteignent une dureté <B>de</B> 400<B>à 500</B> Brinell par simple laminage. Un léger recuit, effectué<B>à</B> 400,) <B>C</B> environ, peut même porter leur dureté<B>à 600</B> Brinell environ. Par raison d'économie, le corps<B>1</B> de la vis sera par exemple en un acier ordinaire demi-dur tel que Pun ou l'autre des aciers<B>A</B> et B du tableau<B>1</B> ci-après:
EMI0003.0003
Ces aciers, dans, le corps<B>1</B> de la vis, seront<B>à</B> l'état trempé et revenu.
Ils auront subi, avant l'usinage <B>de</B> la rainure 4, Pun des traitements indiqués au tableau<B>Il</B> ci-après:
EMI0003.0005
Enfin, on peut aussi utiliser des fils du genre <B> </B> corde<B>à</B> piano<B> ,</B> des fils en acier au manganèse du genre<B> </B> Hadfield <B> ,</B> ou des, fils en un acier spécial comprenant<B>15</B> % de chrome et 12 % de manganèse.
Les aciers au manganèse du genre<B> </B> Hadfield <B> </B> ainsi que ce dernier acier durcissent<B>à</B> la suite d'un lami nage et d'un léger recuit, de la même manière que l'acier <B>à</B> 18 % de chrome et <B>8</B> % de nickel déjà mentionné.
Dans la vis représentée<B>à</B> la fig. <B>1,</B> la rainure 4 présente une section semi-circulaire difficile<B>à</B> ex6cu- ter avec précision. Pour obvier<B>à</B> cet inconvénient, on peut donner<B>à</B> cette rainure un profil polygonal tel que celui représenté<B>à</B> la fig. <B>8,</B> par exemple.
On peut également donner<B>à</B> la rainure un profil de forme générale semi-circulaire dont<B>le</B> fond est toutefois dégagé, comme représenté en<B>28 à</B> la fig. <B>9</B> sur un angle<B>S</B> compris entre 20o et 60o. Ce dégage ment<B>28,</B> d'une part, assure que le fil plaque bien contre les côtés de la rainure et, d%utre part, mé nage un espace pour la brasure présente lorsque<B>le</B> fil est soudé.
Pour améliorer la résistance de la vis, on peut encore faire subir<B>à</B> cette dernière un traitement com plémentaire consistant<B>à</B> soumettre le corps<B>1 de</B> la vis, entre les filets,<B>à</B> un laminage en vue<B>de</B> refouler de la matière dudit corps sous le fil<B>3</B> enroulé sur ce dernier.
Cette opération pourra être effectuée, comme re présenté<B>à</B> la fig. <B>10, à</B> l'aide d'un galet de pression <B>29 à</B> profil légèrement bombé amené<B>à</B> rouler sur la zone héhc6idale <B>30</B> du corps de la vis comprise entre deux filets voisins pour provoquer un refoulement de la matière sous ces derniers.
Pour cette opération, on pourra utiliser la ma chine représentée aux fig. 2 et<B>3</B> soit en montant le dit galet<B>29</B> en lieu et place du galet 24 pour effec tuer ce travail au cours d'un nouveau passage du chariot, soit en prévoyant un second support pour ce galet<B>29</B> qui travaillerait en même temps que le ga let 24, une ou deux spires en arrière<B>de</B> ce dernier.
Ce bourrage peut bien entendu être réalisé en plusieurs passes et pourra également être effectué après un certain temps d'utilisation de la vis, pour compenser<B>le</B> jeu<B>dû à</B> l'action du matage du métal et<B>à</B> l'usure qui aurait pu se produire. Cette opération peut être répétée plusieurs fois, suivie & un léger ro dage pour redonner la qualité de surface voulue du filet. La durée d'utilisation de la vis peut ainsi être prolongée et atteindre un multiple de celle d!une vis avec filet taillé dans le corps même<B>de</B> la vis.
On mentionnera enfin que le fil<B>3</B> peut également être soudé ou brasé dans la rainure hélicoïdale 4 et que cette fixation pourrait être obtenue directement sur la machine utilisée pour enrouler le fil<B>3</B> repré sentée aux fig. 2 et<B>3,</B> en complétant cette machine par un touret supplémentaire permettant de dérouler un fil de soudure sous le fil<B>3</B> et par des moyens de chauffage, électroniques par exemple, pour chauffer le fil<B>3</B> peu avant son point d'enroulement.
Le soudage pourra être effectué<B>à</B> l'étain,<B>à</B> l'aide, par exemple d'un mélange d7étain <B>à</B> 50'% d'étain et 50 % deplomb dont le point de fusion est de 2200 C environ
ou au moyen d'une brasure d'argent titrant <B>53</B> % diargent et dont le point de fusion est<B>5300 C.</B>
Le chauffage du fil<B>3</B> pourra être réalisé,<B>le</B> cas échéant, de manière<B>à</B> assurer simultanément le sou dage et un recuit ou autre traitement thermique au fil.<B>A</B> cette fin, on pourra notamment prévoir sur la machine un ajutage ou tout autre moyen permet tant de diriger sur le fil au droit de sa soudure un fluide de trempe.
Dans une variante du procédé, le traitement du fil peut également consister en un martelage exécuté sur le côté extérieur dudit fil.
Cette opération de martelage peut être réalisée sur une variante de la machine représentée par un dispositif<B>à</B> retreindre <B>32</B> monté sur le chariot<B>7</B> en lieu et place du dispositif de laminage 14 (voir fig. <B>6).</B>
Le dispositif<B>à</B> retreindre <B>32</B> comprend, une en clume fixe<B>33</B> et une tête mobile 34 animée d'un mouvement de va-et-vient par un mécanisme<B>à</B> ge nouillère<B>35</B> actionné par un moteur électrique<B>35'.</B> L'enclume présente un siège<B>36</B> die section semi- circulaire dans lequel s'adapte le fil<B>3</B> et la tête mo bile 34 porte une matrice profilée<B>37,</B> en forme de V, qui joue le même rôle que les galets<B>16</B> du dispositif de laminage 14 (voir fig. <B>7).</B>
Dans une variante, le dispositif<B>à</B> retreindre pour rait comporter deux têtes mobiles inclinées l'une par rapport<B>à</B> l'autre destinées<B>à</B> former chacune l'un des plats du fil.
<B>Il</B> doit être entendu que le martelage du fil pour rait aussi être effectué en plusieurs passes successi ves, paru plusieurs matrices de profils différents dis posées les unes derrière les autres.
Dans une autre variante du procédé, on peut éga lement enrouler le fil non pas directement sur le corps<B>de</B> la vis mais sur un mandrin ou sur tout au tre dispositif récepteur sur lequel le fil formera un élément hélic6idal d7un diamètre légèrement plus grand que<B>le</B> diamètre du corps de la vis.
L'élément hélicdidal, ainsi formé, sera alors enfilé sur le corps de la vis, puis le fil sera appliqué de proche en proche dans la rainure au, cours d'une nou velle, opération de laminage exécutée par exemple sur la machine représentée au moyen du galet<B>de</B> pression 24, l'élément hélic6idal ayant été préalable ment fixé par Pune de ses extrémités au corps de la vis, par un point<B>de</B> soudure ou de toute autre ma nière. Le fil pourrait également être appliqué dans la rainure<B>à</B> la suite d'une nouvelle opération de marte lage.
Le fil placé dans la rainure pourra être fixé au corps de la vis par des points, de soudure électrique disposés de place en place le long du fil,<B>à</B> une dis tance relativement grande les uns des autres. Le fait que le fil soit détrempé<B>à</B> l'endroit des points de sou dure ne présentera pas d'inconvénient, car les rou leaux filetés appelés<B>à</B> coopérer avec la vis portent sur de nombreux filets de cette dernière.
Enfin, on mentionnera que l'on peut procéder<B>à</B> un traitement thermique de précision du fil avant sa mise en place sur le corps<B>de</B> la vis. Le traitement du fil isolé, qui peut être effectué avant ou après son enroulement préalable, est la seule manière d7obtenir des résultats précis et réguliers.
Ce traitement thermique consistera par exemple en une trempe isotherme (austempering). <B>A</B> cette fin, le fil est chauffé<B>à</B> sa température d'austénisation puis trempé dans un bain de sels de<B>300 à</B> 400,,<B>C,</B> selon la composition de l'acier et la dureté requise. <B>Il</B> est maintenu<B>à</B> cette température jusqu7à sa trans formation complète, soit pendant une durée qui peut atteindre une heure, puis il est refroidi<B>à</B> l'air.