Procédé de fabrication en série de pièces de petite mécanique Le présent brevet a pour objet un procédé de fabrication en série de pièces de petite mécanique susceptibles d'être obtenues par une opération d'étampage fournissant une ébauche, puis, ensuite, par au moins une deuxième opération d'usinage.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'il con siste à partir d'une bande que l'on fait défiler, selon un mouvement d'avance intermittent, sous le poin çon d'une presse à étamper, puis dans un deuxième poste d'usinage, à découper successivement les ébauches dans cette bande au moyen de la presse, à la cadence du mouvement d'avance intermittent, à acheminer les ébauches ainsi obtenues, encore incor porées à la bande, par cette dernière, jusqu'au deuxième poste d'usinage, à faire subir successive ment à chacune de ces ébauches, toujours incorpo rées à la bande et toujours à la cadence de défile ment, la deuxième opération d'usinage, et à détacher de la bande les pièces découpées et usinées.
L'invention comprend, en outre, une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, destinée à la fabrication en série de pièces susceptibles d'être obtenues par une opération d'étampage, puis par une opération de fraisage et caractérisée par le fait qu'elle comprend une presse à étamper, une machine à fraiser, des moyens pour détacher les pièces décou pées et fraisées, un mécanisme commandant l'avance intermittente' de la bande, et des moyens coordon nant et synchronisant cette avance avec le mouve ment de la presse et le mouvement de la broche porte-fraise, le tout de manière que pendant chaque temps d'arrêt de la bande, une ébauche soit décou pée, une ébauche soit fraisée et une pièce terminée soit détachée de la bande.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette installation. La fig. 1 est une vue générale, en élévation, de l'installation.
La fig. 2 est une vue en coupe de l'ébauche étampée, et la fig. 3, une vue semblable de la pièce terminée. La fig. 4 est une vue en coupe verticale partielle du dispositif d'étampage de la presse.
La fig. 5 est une vue en élévation de la machine à fraiser, du mécanisme d'avance automatique et des moyens coordonnant et synchronisant les différents mouvements de la presse, de la machine à fraiser et du mécanisme d'avance intermittent.
La fig. 6 est une vue selon la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en coupe par la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe axiale de l'appareil à tronçonner.
La fig. 9 est une vue de Z de cet embrayage. La fig. 10 est une vue en coupe par la ligne X-X de la fig. 8.
La fig. 11, enfin, est une vue en coupe par la ligne XI-XI de la fig. 8.
L'installation représentée est destinée à fabriquer en série par étampage et fraisage, à partir d'une bande métallique M, des pièces telles que celle dessinée à la fig. 3.
Elle comprend une presse à étamper E, un mécanisme monté sur cette presse et imprimant à la bande M un mouvement d'avance intermittent, et une machine à fraiser F à la sortie de laquelle les pièces terminées, mais encore incorporées à la bande, sont détachées avant que cette dernière soit section née par un appareil à tronçonner T.
La bande M, enroulée sur un dévidoir 10, est d'abord amenée à la presse par des rouleaux 11. Cette presse, du type à excentrique, comprend un bâti 12 sur lequel est fixé le support du dévidoir 10 et, montés sur ce bâti, une glissière verticale 13 dans laquelle est guidée la masse 14, un excentri que 15, une bielle 16, un moteur d'entraînement 17 et un volant 18 relié à l'arbre de l'excentrique 15 par un embrayage commandé pneumatiquement.
Le dispositif d'étampage 19 de cette presse est fixé amoviblement sur la table 20. Il est destiné à découper, à chaque chute du pigeonneau 21, le con tour de l'ébauche représentée à la fig. 2.
La partie mâle de ce dispositif d'étampage com prend (fig. 4) un poinçon 22 et un couteau circu laire 23 entre lesquels peut coulisser une douille d'éjection 24 soumise à l'action d'un ressort 25. Sa partie femelle est formée d'une matrice 26 et d'un presse-bande 27 monté élastiquement dans un bloc de support 28.
A chaque descente du pigeonneau 21, une ébau che est découpée ; la partie enlevée par le poinçon 22 tombe à travers la matrice 26 dans un réceptacle non représenté, tandis que l'ébauche, séparée tem porairement de la bande au moment de son décou page, est réintégrée à cette dernière sous l'action de la douille 24 lorsque le pigeonneau 21 remonte.
Les ébauches, maintenues par frottement dans les ouvertures dans lesquelles elles ont été décou pées, sont alors acheminées par la bande jusqu'à la machine à fraiser F.
Le bâti de cette machine (fig. 5) comprend un socle 29 fixé sur une table 30 et une potence 31. Sa broche verticale 32 est entraînée en rotation con tinue par un-moteur non représenté, par l'intermé diaire d'une poulie 33 et d'une courroie 34. Le mou vement vertical de son fourneau 35 et celui de la presse E sont coordonnés et synchronisés avec le mouvement d'avance intermittent de la bande, par un arbre à cames 36, monté également sur le bâti de la machine à fraiser et entraîné également par le moteur par l'entremise de la poulie 33 et d'un engre nage réducteur 37.
Cet arbre 36, qui règle en fait tous les mouve ments des organes mobiles de l'installation, à l'ex ception de ceux de l'appareil à tronçonner T, com prend cinq cames 38, 39, 40, 41, 42. Les cames 38 et 39 coopèrent respectivement avec deux leviers 43 et 46. Le premier commande, par l'intermédiaire d'une tige 45, le mouvement du fourreau 35 à l'en contre de l'action d'un ressort de rappel 44. Le second, pivoté en 47 sur la table 48 de la machine à fraiser, commande le mécanisme communiquant un mouvement d'avance intermittent à la bande.
Les cames 40, 41 et 42 agissent sur un tiroir de distribution d'air comprimé 49 qui alimente respec tivement la presse E par l'intermédiaire d'une sou pape 50, une buse non représentée insufflant de l'air sur la bande au droit de l'appareil à fraiser, et l'entrée de la chambre 51 dudit mécanisme.
Ce mécanisme (fig. 5 à 7), qui est monté sur la table 48 de la machine à fraiser, comprend le levier 46 déjà mentionné, une coulisse 52 dans laquelle se déplace un coulisseau 53 auquel le levier 46 imprime un mouvement de va-et-vient, des guides 52a pour la bande, fixés de façon réglable sur la coulisse 52 de manière qu'on puisse faire varier leur écartement en fonction de la bande, une che ville 54 (fig. 7) dont le corps est logé dans un trou du coulisseau 53 et dont la tête prend appui et peut glisser sur une lame de ressort 55 fixe, et un plateau 56 relié à un piston 57 qui lui communique un mouvement vertical alternatif de faible amplitude,
synchronisé avec le mouvement oscillant du levier 46, au cours duquel le bord postérieur de ce plateau est pressé contre la bande puis écarté de celle-ci. Ce plateau présente une encoche 57a destinée au passage de la fraise et porte, de part et d'autre de cette encoche, une cheville 58 et un taquet cylindri que 59. Les distances séparant ces deux derniers organes de l'ouverture 57a sont égales à celle des centres de deux ébauches successives.
Le fonctionnement de ce mécanisme est divisible en quatre phases Première phase : au départ de cette phase, le coulisseau 53 se trouve à l'extrémité amont de sa course, la cheville 54 qui est immobilisée exacte ment en face d'une ébauche, pénètre sous l'action du ressort 55 dans la perforation de cette ébauche. Le coulisseau 53 se déplace vers sa position aval en entraînant la bande d'un intervalle correspondant à la distance entre les centres de deux ébauches suc cessives. Ce déplacement amène la cheville 54 exac tement en regard de la cheville 58. Pendant cette phase, le plateau 56 est situé à distance de la bande.
Deuxième phase : les deux chevilles 54 et 58 entrent en contact, le plateau 56 s'abaisse contre la bande. Pendant ce mouvement, la cheville 58 repousse la cheville 54 à l'encontre de l'action élas tique du ressort 55 et prend sa place dans le trou de l'ébauche; en même temps, le taquet 59 détache la pièce terminée qui se trouve en regard du trou 60 et à travers lequel elle tombe dans un réceptacle non représenté. Toujours pendant cette phase, la fraise est descendue et a effectué le fraisage de la pièce intermédiaire.
Troisième phase: le coulisseau 53 revient dans sa position amont, le plateau 56 restant appliqué contre la bande de manière à l'immobiliser; au moment où le coulisseau 53 atteint sa position extrê me, la cheville 54 tombe dans la perforation de l'ébauche précédant celle dans laquelle la cheville 58 est engagée.
Quatrième phase : le plateau 56 revient dans la position dans laquelle il est représenté à la fig. 7. Au sortir de ce mécanisme et de la machine à fraiser, la bande pourrait être enroulée sur un tam bour de même type et de même capacité que le tam bour 10. Toutefois, dans l'installation représentée, on a prévu, pour éviter le risque que la bande ne s'écarte pour une raison ou une autre de son chemin d'enroulement et ne cause des perturbations dans le déroulement des opérations d'usinage, de la tron çonner périodiquement.
Ce tronçonnage s'opère dans l'appareil T (fig. 8 à 11) monté également sur la table 30. Cet appareil comprend un guide 83, un couteau 61 solidaire d'un arbre 62 relié par un embrayage automatique 63, représenté en détail aux fig. 9 à 11,à une poulie 64 entrainée de façon continue par un moteur 65. L'embrayage 63 est enclenché par la bande elle- même, au moment où elle ferme un interrupteur 66 (fig. 9). II est équipé d'un mécanisme qui rompt l'accouplement après une rotation de 3600 du couteau.
L'organe menant de cet embrayage est constitué par une bague 67 fixée sur la poulie 64, tandis que son organe mené est formé par une pièce à six pans 68 clavetée sur l'arbre 62. Entre ces deux organes est disposée une cage 69 maintenant six galets 70 contre la partie centrale des six pans de la pièce 68. Cette cage 69 présente une collerette sur laquelle est rapporté un secteur 71 (fig. 10) qui est destiné à coopérer avec une butée 72 calée sur un axe 73. Celui-ci pivote dans un palier fixe et porte encore un bras 74 (fig. 9) soumis à l'action d'un ressort de rappel 75.
Lorsqu'il n'est soumis qu'à l'action de ce dernier, le bras 74 bute contre l'armature 76 d'un électro-aimant 77 dans le circuit d'excitation duquel est inséré l'interrupteur 66. Dans cette posi tion du bras 74, la butée 72 se trouve juste dans la trajectoire du bec du secteur 71.
L'état de repos de l'embrayage est déterminé, d'une part, par cette butée 72 et, d'autre part, par un sautoir 78 dont le doigt 79 est engagé dans une encoche 80 de la pièce 68. Dans l'état de repos de l'embrayage, un ressort 81, attaché à une de ses extrémités à la pièce 68 et à son autre extrémité à la cage 69, est légèrement bandé.
Lorsque l'armature 76 est attirée, la butée 72 s'efface et le ressort 81 déplace la cage 69, par rapport à la pièce 68, dans le sens de la flèche Fl et fait rouler les galets 70 dans le sens de cette flè che sur les pans de cette pièce jusqu'au moment où ces galets se coincent entre la bague 67 et le six pans et provoquent l'accouplement de la bague 67 et de la pièce 68.
Le circuit d'excitation de l'électro-aimant com prend encore un second interrupteur 82, disposé de manière à interrompre l'excitation de l'électro aimant 77 immédiatement après l'échappement du secteur 71 afin que la butée 72 ait le temps, avant le retour du couteau 61 dans sa position initiale, de reprendre sa place sur la trajectoire du bec du secteur 71, sous l'action du ressort 75.
En résumé, le fonctionnement de l'appareil à tronçonner est le suivant : au moment où l'extré mité de la bande M ferme l'interrupteur 66, la butée 72 bascule dans le sens de la flèche F., (fig. 10), ce qui provoque l'accouplement de l'arbre porte- couteau 62 et de la poulie 64 sous l'action du res sort 81. Le couteau 61, entraîné en rotation, sec- tionne la bande à la sortie du guide 83.
Après un tour de l'arbre 62, la butée 72 bloque la cage 69 tandis que, par inertie, l'ensemble 61, 62, 68 con tinue sa rotation à l'encontre de l'action du ressort 81 qui se bande jusqu'au moment où le doigt 79 tombe dans l'encoche 80 en immobilisant cet ensem ble rotatif dans sa position initiale (représentée aux fig. 8 à 11).
A chaque tour du couteau 61, un tronçon de la bande de déchet est coupé, qui tombe à travers une trémie 84 dans un récipient 85. L'installation décrite travaille de façon entière ment automatique, la bande avançant de façon intermittente et synchronisée avec les mouvements de la presse et de la fraise. A chaque arrêt de la bande, une ébauche est découpée, une deuxième est fraisée et une pièce terminée est détachée de la bande. La cadence de défilement et le débit de l'ins tallation peuvent être très rapides grâce à la très grande précision du mécanisme d'entraînement de la bande et à la très faible inertie des appareils utilisés.