Porte-matrice
La présente invention a pour objet un porte-matrice comportant un logement dans un corps de porte-matrice pour recevoir une matrice, et un dispositif de maintien de la matrice dans le logement.
De nombreux dispositifs ont été utilisés jusqu'ici pour la fixation et le centrage des matrices, ces dispositifs comportent en général des vis de mise en place ou des éléments sollicités élastiquement engagés dans des encoches ménagées dans les matrices pour les maintenir dans leur position de travail.
La plupart de ces dispositifs connus sont difficiles à assembler et à démonter, et ces opérations sont longues et délicates.
En outre, ces dispositifs connus ne permettent pas d'orienter avec précision les matrices sur leur porteoutil respectif, et, de plus, ils sont facilement endommagés ou cassés au cours des opérations de poinçonnage.
Le porte-matrice selon l'invention est caractérisé en ce que le dispositif de maintien est constitué par un organe annulaire plan en matière élastique relativement rigide dont le bord intérieur comporte plusieurs dents élastiques espacées les unes des autres, le bord intérieur de ces dents délimitant une ouverture centrale destinée à recevoir une matrice, un élément fixant l'organe annulaire en position fixe par rapport à une partie du corps de porte-matrice de sorte que les dents de l'organe annulaire peuvent fléchir dans une seule direction afin d'encercler étroitement et maintenir la matrice.
Ce type de dispositif de maintien permet un montage et un démontage rapide et facile de la matrice sur le porte-matrice et assure une force de maintien positive assurant un maintien correct de la matrice dans sa position de travail.
En outre, le présent porte-matrice peut être réutilisé un grand nombre de fois sans présenter d'usure excessive ni rupture. Ce dispositif permet également d'orienter avec précision la matrice par rapport au porte-matrice.
Des formes d'exécution du porte-matrice objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin sur lequel:
la fig. 1 est une vue en plan d'une première forme d'exécution du porte-matrice objet de l'invention, monté sur une semelle correspondante,
la fig. 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la fig. 2 et dans la direction des flèches,
la fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 1 et dans la direction des flèches,
la fig. 4 est une vue en plan du porte-matrice,
la fig. 5 est une vue en plan d'un outil utilisé en coopération avec le porte-matrice,
la fig. 6 est une vue en élévation de face de l'outil de la fig. S,
la fig. 7 est une coupe verticale d'un porte-poinçon,
la fig. 8 est une coupe selon la ligne 8-8 de la fig. 7 vue dans la direction des flèches,
la fig. 9 est une coupe selon les lignes 9-9 de la fig.
7 vue dans la direction des flèches,
la fig. 10 est une coupe verticale d'une variante du porte-poinçon,
la fig. 11 est une coupe selon la ligne 11-11 de la fig. 10 vue dans la direction des flèches,
la fig. 12 est une coupe verticale d'une autre forme de poinçon,
la fig. 13 est une vue de dessus de la clavette d'orientation utilisée dans le dispositif de la fig. 12,
la fig. 14 est une vue en bout de la clavette de la fig.
13,
la fig. 15 est une coupe analogue à la fig. 12 dans laquelle une cale d'épaisseur est incorporée,
la fig. 16 est une vue en perspective de la cale d'épaisseur du dispositif de la fig. 15,
la fig. 17 est une vue en perspective de la bague fendue du dispositif des fig. 12 et 15,
la fig. 18 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif des fig. 12 et 15,
la fig. 19 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution du porte-matrice objet de l'invention, et
la fig. 20 est une coupe verticale d'une troisième forme d'exécution d'un porte-matrice objet de l'inven t on.
Dans ces figures, les pièces analogues portent les mêmes reprres.
Les fig. 1 à 4 représentent une première forme d'un porte-matrice 30 conforme à l'invention. Ce dispositif comprend un bloc en matière rigide, par exemple en acier, traversé par deux trous 32 recevant des broches d'indexation 34 dont une extrémité est introduite dans des trous 32' correctement alignés ménagés dans la semelle 36.
Le porte-matrice comporte également deux trous ta r.ludés 38 dont la partie supérieure est suralésée et qui reçovent des vis de fixation 40. Ce mode de fixation permet de monter le porte-matrice soit de face comme dans la fig. 3, ou de l'inverser si on le désire.
Le porte matrice comporte un logement 50 de la matrice ménagé dans sa partie centrale et qui communique avec un alésage de plus grand diamètre 52. Un organe de fixation 56 est disposé dans l'alésage de plus grand diamètre 52 et il est maintenu par un anneau 60 qui est emmanché en presse ou noyé dans l'alésage 52 pour maintenir l'organe de fixation 56.
Cet organe de fixation 56 (fig. 4) est constitué par un élément élastique relativement rigide qui est en feuille mince d'acier à ressort trempé ou autre et dont la forme générale est celle d'un anneau plan. Cet organe 56 comporte plusieurs encoches 64 radiales divisant le disque en plusieurs dents espacées dont les surfaces intérieures délimitent un trou central d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de la matrice proprement dite et, de ce fait, cet anneau 56 accroche et maintient la matrice dans sa position de travail dans le porte-matrice.
Comme on le voit fig. 2 et 3, la bague de fixation 60 comporte un bord intérieur 70 chanfreiné vers le haut pour constituer une portée en relief permettant à l'anneau 56 de fléchir vers le bas comme on le voit sur ces figures lorsqu'unie matrice 72 est introduite dans le dispositif. On voit que, dans cette position de travail représentée, les bords intérieurs des dents 66 de l'anneau 56 accrochent la surface extérieure de la matrice et maintiennent celle-ci dans sa position de travail. Une force importante est nécessaire pour extraire la matrice du porte-matrice et, de ce fait, la matrice est solidement maintenue dans sa position de travail représentée.
La construction et le fonctionnement de l'organe de maintien 56 sont identiques à ceux du dispositif décrit dans le brevet des EUA No 3269238.
Le corps de la matrice 72 est traversé par un trou 76 de section convenable qui peut être circulaire, carrée ou oblongue ou autre. La semelle 36 comporte également un trou 78 aligné avec celui de la matrice pour le passage de la pastille poinçonnée dans la pièce à travailler. Sur la fig. 2, la pièce à poinçonner 80 est représentée en traits discontinus ainsi que le poinçon 82.
Une ou plusieurs rondelles ou cales d'épaisseur annulaire 86 peuvent être introduites dans le dispositif sur la face supérieure de la semelle pour épauler la matrice et l'écarter d'une distance prédéterminée de la semelle.
Ceci permet de rectifier la surface de la matrice et de prolonger la vie de cette dernière.
Un plat 90 est ménagé sur un côté du corps de la matrice et coopère avec une surface plane 91 correspondante ménagée dans une clavette 92 disposée dans un trou transversal 94 du porte-matrice. Cette clavette d'orientation est du type décrit dans le brevet des EUA No 3137193, l'intercoopération et l'orientation de la matrice par rapport au porte-matrice correspondant sont obtenues de la manière décrite en détail dans ce dernier brevet mentionné.
Le corps de la matrice comporte une gorge circonférentielle 98 voisine de son extrémité supérieure. Cette gorge facilite l'extraction de la matrice à un levier extracteur 100 représenté fig. 5 et 6. Cet extracteur comporte une partie centrale allongée 102 dont une extrémité 104 est coudée par rapport à la partie centrale 102 et se termine par deux bras écartés 106 sensiblement perpendiculaires à la partie coudée 104. Ces bras écartés 106 comportent des bossages 108 dirigés vers l'intérieur.
L'autre extrémité 110 de l'extracteur est coudée vers le bas et se termine par une paire de bras écartés 112 sensiblement perpendiculaires à l'extrémité coudée 110.
Des bossages 114 sont disposés à l'intérieur de chacun des bras écartés 112.
L'utilisation de ce levier pour extraire la matrice est illustrée fig. 3, les bossages 108 d'une de ses extrémités sont introduits dans des parties diamétralement opposées de la gorge 98 de la matrice et leur écartement est tel que. dans cette position, ils sont serrés dans ces zones diamétralement opposées de la gorge. On voit sur la fig.
3 qu'un mouvement vers le bas imprimé à la partie centrale du levier en direction de la flèche fait pivoter l'extraction sur le porte-matrice et qu'il soulève ainsi la matrice de son logement.
Ce levier 100 est tel que sa partie gauche est utilisée pour extraire une matrice de son porte-matrice, et son extrémité opposée permet d'extraire un poinçon comportant une gorge de dimension convenable.
La fig. 19 représente une variante du porte-matrice de l'invention. Dans ce cas, le porte-matrice 120 comporte une embase 122 dans laquelle est ménagée une rainure 124 permettant de fixer le porte-matrice par un moyen classique tel qu'un goujon et un écrou sur la semelle.
Le porte-matrice comporte un corps dirigé vers le haut 126 dans lequel est percé le trou 126 constituant le logement de la matrice et dont la partie supérieure 130 est de plus grand diamètre. Un organe de fixation 132 identique à l'anneau de fixation 56 précédemment décrit est disposé dans le suralésage 130 et il est maintenu par une bague de retenue 134 convenablement fixée dans la position représentée. Dans cette variante de l'invention, les alésages 128 et 130 peuvent être reliés par une partie conique 135 qui permet la flexion de l'anneau de maintien comme on le voit fig. 19.
Le corps de matrice 136 est traversé par un trou central 138 qui est aligné avec un trou 140 ménagé dans le corps 126 du porte-matrice qui comporte également un orifice 142 permettant d'évacuer vers le bas et vers l'extérieur les pièces découpées.
Le corps de la matrice comporte une gorge 144 grâce à laquelle le corps de matrice peut être extrait facilement grâce au levier 100 précédemment décrit. On voit que ce corps de matrice et le corps de matrice de l'exemple précédent peuvent être facilement introduits dans le porte-matrice par une pression manuelle exercée vers le bas, et qu'ils peuvent être ensuite facilement extraits grâce au levier 100.
La fig. 20 représente une autre variante du portematrice de l'invention, ce porte-matrice a l'apparence extérieure du porte-matrice décrit dans le brevet des
EUA No 3089376.
La forme extérieure de ce porte-matrice 150 est sensiblement cylindrique et il comprend un logement 152 qui communique avec un alésage de plus grand diamètre 154. Un anneau de fixation 156 sensiblement identique à l'anneau de fixation 56 précédemment décrit est maintenu convenablement dans l'alésage 154 par une bague 158 selon la position illustrée. Dans cette forme de l'invention, le porte-matrice comprend une partie conique 160 qui permet la flexion de l'anneau de fixation dans la position représentée fig. 20.
Le corps de matrice 162 est disposé dans le logement 152 et est traversé par un trou central 164 qui communique avec le trou 166 du porte-matrice. Un second orifice 168 communique avec le trou 166 pour diriger et évacuer vers le bas les pièces découpées.
Il est évident que, dans chacun des dispositifs portematrice précédemment décrits, l'organe de fixation est d'une dimension telle que ses parties voisines du centre dépassent légèrement vers l'intérieur du logement de la matrice pour accrocher la surface extérieure de cette dernière et la maintenir en position de travail.
Sur la fig. 10, le porte-matrice est monté sur un gabarit 170 et une rondelle élastique 72 est disposée dans une gorge 176 pour maintenir le mécanisme de la matrice sur le gabarit. Cette rondelle élastique peut être démontée lorsqu'on le désire et la gorge 176 permet d'extraire la matrice grâce au levier 100 précédemment décrit.
Il faut noter qu'une rondelle servant de cale d'épaisseur peut être également utilisée avec le porte-matrice des fig. 19 et 20.
Il faut noter qu'une rondelle servant de cale d'épaisseur peut être également utilisée avec le porte-matrice des fig. 19 et 20.
Un porte-poinçon 180 est représenté fig. 7 à 9. Ce porte-poinçon est trempé et rectifié avec précision de manière classique pour porter contre la semelle de poin çon 182, et il reçoit l'outil de poinçonnage. Le portepoinçon comporte un logement 184 de poinçon qui communique avec un trou 186 de petit diamètre permettant à l'air d'être évacué lorsque le poinçon est introduit dans, ou extrait de, son logement.
Un poinçon classique 190 est disposé dans le portepoinçon et il comporte une gorge circonférentielle 192 ménagée dans sa surface extérieure. L'extrémité supérieure du poinçon comporte un méplat 194 sur un de ses côtés et qui est en contact avec le méplat 196 d'une clavette en pente 198 disposée dans un trou transversal 200 du porte-poinçon. Ce dispositif de clavette d'orientation est identique à celui décrit dans le brevet des EUA No 3137193.
Le porte-poinçon est monté d'une manière classique sur la semelle (fig. 8), deux pieds de centrale 206 sont disposés dans des trous alignés ménagés dans le portepoinçon et dans la semelle, et l'ensemble est fixé par des vis 204 vissées dans des trous taraudés dans le portepoinçon ou dans la semelle selon le cas. Le dispositif de maintien de cette forme de réalisation comprend une broche de maintien 210 de section circulaire et coulissant dans un trou latéral 212 du porte-poinçon. L'extré mi'té intérieure de la broche est une surface en pente 216 qui vient en contact avec une surface inclinée correspondante 218 d'une encoche 220 fraisée dans la partie supérieure du poinçon à l'opposé du méplat 194 précédemment décrit.
La partie supérieure de la broche de fixation 210 comporte une rainure transversale 230 dans laquelle s'engage l'extrémité inférieure d'un ressort plat 232 fixé sur le côté du porte-poinçon par des vis 234. Etant donné que l'extrémité inférieure du ressort 232 est emmanchée serrée dans la rainure 230, la broche 210 ne peut tourner, et, de plus, le ressort plat sollicite la broche de fixation vers l'intérieur dans la position représentée sur la figure.
Comme on le voit mieux fig. 7, le dispositif, appliquant positivement la broche de fixation contre le poin çon, comporte un trou taraudé 240 ménagé dans le porte-ponçon et qui débouche dans l'ouverture latérale 212. Une vis filetée 242 est vissée dans ce trou, et le bord inférieur du trou 240 peut être déformé sur deux côtés opposés indiqués par le repère 244 pour empêcher la vis de sortir vers le bas. Néanmoins, ces parties déformées permettent à la vis de descendre suffisamment pour que la broche de fixation 210 puisse se déplacer vers la droite (fig. 7) et libérer le poinçon du porte-poinçon. La vis 242 se termine à sa partie supérieure par une partie tronconique 250 qui peut pénétrer dans un trou de forme correspondante 252 ménagé dans la surface inférieure de la broche 210. La partie supérieure du trou 252 débouche dans un trou cylindrique 254.
On voit qu'en vissant la vis 242 vers le haut (fig. 7), les deux rampes délimitées par la tête tronconique 250 et le trou tronconique 252 de la broche poussent positivement cette dernière vers la gauche en appliquant les surfaces inclinées 216 et 218 l'une contre l'autre, ce qui a pour effet d'appliquer la queue du poinçon contre l'extrématé supérieure de son logement ménagé dans le porte-poinçon.
D'un autre côté, lorsque la vis 242 est dévissée vers le bas, la broche 210 peut être facilement déplacée vers l'extérieur en faisant fléchir le ressort plat 232.
Pour le poinçonnage en grande série, l'effet de ces faces inclinées constituant des coins et conformes à l'invention est très important car il permet de bloquer la tête du poinçon contre le porte-poinçon pour éliminer tout effet de martelage. Le poinçon peut être extrait de sa position représentée fig. 7 et 9 en utilisant l'extrémité droite du levier 100 précédemment décrit (fig. 5 et 6), les bossages 114 du levier se plaçant dans des positions diamétralement opposées de la gorge 192 du poinçon, puis un basculement du levier extrait le poinçon du porte-poinçon de la même manière que pour l'extraction d'une matrice.
Il faut noter que le bord supérieur du poinçon comporte un léger arrondi 260 pour faciliter son introduction dans le porte-poinçon. Lorsque le poinçon est introduit dans la position représentée, la broche de fixation 210 vient s'enclencher sous l'influence du ressort plat 232.
Les fig. 10 et 11 représentent une variante du dispositif des fig. 7 à 9. Ce dispositif est sensiblement identique à celui des fig. 7 à 9, seule la manière dont le poinçon est orienté par rapport au porte-poinçon est différente.
Au lieu du dispositif à clavette en pente des fig. 7 à 9, un trou latéral 269 reçoit une broche d'acier 270 dont l'extrémité intérieure est plane. Cette broche est d'abord appliquée contre un gabarit pour qu'elle s'aligne correctement puis un corps en résine époxy 274 est extrudé autour de la broche 270 qui est maintenue contre le gabarit par un montage puis est durci soit par un traitement thermique court, soit par un séchage à l'air. Ce procédé de maintien de l'orientation de la broche évite les désalignements qui pourraient être créés par une soudure de l'extrémité de la broche pour la maintenir en place.
Un avantage important du dispositif des fig. 7 à 11 est le fait que la force nécessaire à l'extraction du poin çon, après perçage d'un trou dans une pièce et retrait, est transmise par les surfaces inclinées de manière que les vis 242 ou 242' ne peuvent se desserrer. Cet effet est important étant donné que lors des grandes productions, les vibrations ne créent pas de jeu entre les différents éléments.
Les fig. 12 à 18 représentent une autre forme de réalisation d'un porte-poinçon de l'invention. Ce porte-poin çon 281 est convenablement fixé sur la semelle 282 par des pieds de centrage et des vis de fixation classiques comme on l'a vu précédemment. Le porte-poinçon comporte un logement 286 d'un diamètre convenable et un trou taraudé 288 d'un plus grand diamètre communiquant l'un avec l'autre.
Le poinçon 290 comporte une partie active 292 destinée à percer les trous, et une seconde partie de plus grand diamètre 294, ces deux parties étant reliées par une partie conique intermédiaire 296. Le poinçon comporte un méplat 300 ménagé dans sa partie de plus grand diamètre et une clavette d'orientation 302 est disposée dans un trou transversal du porte-poinçon et vient s'appliquer contre le plat du poinçon et maintient ce dernier correctement orienté.
Cette clavette 302 est représentée en détail fig. 13 et 14, son diamètre est sensiblement le même que celui de son logement et elle s'emmanche dans ce dernier en un assemblage serré. La clavette comporte un méplat en pente 304 sur un de ses côtés et qui s'étend d'une de ses extrémités 306 à un point situé à une faible distance de son extrémité opposée 308.
Lorsque la clavette est introduite dans son logement, le méplat 304 est dans un plan sensiblement parallèle à un plan passant par l'axe longitudinal du logement du poinçon et, de ce fait, la clavette permet d'indexer le poinçon avec précision de la manière décrite dans le brevet des EUA No 3137193.
La fig. 17 représente une bague de fixation 320 dont la surface extérieure est filetée. Cette bague comporte une fente longitudinale 324 et une ou plusieurs encoches radiales 328 ménagées à une de ses extrémités qui permettent de visser ou de dévisser la bague grâce à une clé convenable.
Le repère 330 correspond à un élément de verrouillage en matière plastique qui est retenu mécaniquement dans les filets de la bague 320. Cet élément est par exemple un dispositif autoblocable fabriqué par la Nylok
Company, division de l'United Shoe Machinery Corporatison des EUA. Cette matière expansible se coince dans les filets et empêche la bague de se desserrer une fois bloquée dans sa position de la fig. 12.
La fig. 18 représente la bague de fixation en position de travail à l'intérieur du trou taraudé 288 du portepoinçon et bloquant ce dernier. Le bord supérieur intérieur 332 de la bague est arrondi (fig. 18) et vient en contact avec la partie conique intermédiaire 296 du poin çon.
Lorsque le poinçon est introduit dans sa position de la fig. 12, la bague 320 est vissée vers le haut dans le trou taraudé 288 du porte-poinçon jusqu'à ce que le bord intérieur 332 de ce dernier vienne en contact avec la partie 296 du poinçon. La bague se dilate alors et se coince fortement dans la position de la fig. 12 en se verrouillant d'elle-même en place.
Une rondelle 334 peut être introduite entre l'extrémité supérieure du poinçon et le porte-poinçon (fig. 15).
Cette rondelle représentée fig. 16 peut être un disque et permet d'affûter le poinçon tout en lui conservant sa longueur originale.
Dans ce cas également, le poinçon peut être facilement extrait et remis en place dans le porte-poinçon et les éléments sont maintenus positivement l'un par rapport à l'autre.
Die holder
The present invention relates to a die holder comprising a housing in a die holder body for receiving a die, and a device for holding the die in the housing.
Many devices have been used hitherto for fixing and centering the dies, these devices generally comprise setting screws or elastically stressed elements engaged in notches made in the dies to hold them in their working position. .
Most of these known devices are difficult to assemble and disassemble, and these operations are long and delicate.
In addition, these known devices do not make it possible to orient the dies with precision on their respective tool holders, and, moreover, they are easily damaged or broken during punching operations.
The die holder according to the invention is characterized in that the holding device is constituted by a flat annular member of relatively rigid elastic material, the inner edge of which has several elastic teeth spaced from one another, the inner edge of these teeth delimiting a central opening for receiving a die, a member securing the ring member in a fixed position relative to a portion of the die holder body so that the teeth of the ring member can flex in one direction only to encircle tightly and hold the matrix.
This type of holding device allows quick and easy assembly and disassembly of the die on the die holder and provides a positive holding force ensuring correct maintenance of the die in its working position.
Further, the present die holder can be reused a large number of times without exhibiting excessive wear or breakage. This device also makes it possible to precisely orient the die with respect to the die holder.
Embodiments of the die holder that is the subject of the invention will be described, by way of example, with reference to the drawing in which:
fig. 1 is a plan view of a first embodiment of the die holder object of the invention, mounted on a corresponding sole,
fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 2 and in the direction of the arrows,
fig. 3 is a section taken along line 3-3 of FIG. 1 and in the direction of the arrows,
fig. 4 is a plan view of the die holder,
fig. 5 is a plan view of a tool used in cooperation with the die holder,
fig. 6 is a front elevational view of the tool of FIG. S,
fig. 7 is a vertical section of a punch holder,
fig. 8 is a section taken along line 8-8 of FIG. 7 seen in the direction of the arrows,
fig. 9 is a section taken along lines 9-9 of FIG.
7 seen in the direction of the arrows,
fig. 10 is a vertical section of a variant of the punch holder,
fig. 11 is a section taken along line 11-11 of FIG. 10 seen in the direction of the arrows,
fig. 12 is a vertical section of another form of punch,
fig. 13 is a top view of the orientation key used in the device of FIG. 12,
fig. 14 is an end view of the key of FIG.
13,
fig. 15 is a section similar to FIG. 12 in which a shim is incorporated,
fig. 16 is a perspective view of the shim of the device of FIG. 15,
fig. 17 is a perspective view of the split ring of the device of FIGS. 12 and 15,
fig. 18 is a view on a larger scale of part of the device of FIGS. 12 and 15,
fig. 19 is a vertical section of another embodiment of the die holder object of the invention, and
fig. 20 is a vertical section of a third embodiment of a die holder which is the subject of the invention.
In these figures, similar parts bear the same repres.
Figs. 1 to 4 show a first form of a die holder 30 according to the invention. This device comprises a block of rigid material, for example of steel, crossed by two holes 32 receiving indexing pins 34, one end of which is inserted into correctly aligned holes 32 'formed in the sole 36.
The die holder also has two ta r.ludés holes 38, the upper part of which is overbore and which receive fixing screws 40. This method of fixing allows the die holder to be mounted either from the front as in FIG. 3, or reverse it if desired.
The die holder comprises a housing 50 of the die provided in its central part and which communicates with a larger diameter bore 52. A fixing member 56 is disposed in the larger diameter bore 52 and is held by a ring. 60 which is fitted in a press or embedded in the bore 52 to hold the fixing member 56.
This fixing member 56 (FIG. 4) is constituted by a relatively rigid elastic element which is made of thin sheet of hardened spring steel or the like and the general shape of which is that of a flat ring. This member 56 has several radial notches 64 dividing the disc into several spaced teeth whose inner surfaces define a central hole with a diameter slightly smaller than the outer diameter of the die itself and, therefore, this ring 56 hooks and maintains the die in its working position in the die holder.
As seen in fig. 2 and 3, the fixing ring 60 has an inner edge 70 chamfered upwards to form a raised bearing surface allowing the ring 56 to flex downwards as seen in these figures when a die 72 is introduced into the device. It can be seen that, in this represented working position, the internal edges of the teeth 66 of the ring 56 hook the external surface of the die and hold the latter in its working position. Significant force is required to extract the die from the die holder and, therefore, the die is securely held in its shown working position.
The construction and operation of the retainer 56 is identical to that of the device disclosed in US Patent No. 3269238.
The body of the die 72 is crossed by a hole 76 of suitable section which may be circular, square or oblong or the like. The sole 36 also has a hole 78 aligned with that of the die for the passage of the punched pellet in the workpiece. In fig. 2, the piece to be punched 80 is shown in broken lines as is the punch 82.
One or more washers or annular shims 86 can be introduced into the device on the upper face of the sole to support the die and move it away by a predetermined distance from the sole.
This allows the surface of the die to be rectified and the life of the latter to be extended.
A flat 90 is provided on one side of the body of the die and cooperates with a corresponding flat surface 91 formed in a key 92 arranged in a transverse hole 94 of the die holder. This orientation key is of the type described in US Pat. No. 3,137,193, the intercooperation and orientation of the die with respect to the corresponding die holder are obtained as described in detail in this latter mentioned patent.
The body of the die has a circumferential groove 98 adjacent to its upper end. This groove facilitates the extraction of the matrix with an extractor lever 100 shown in FIG. 5 and 6. This extractor comprises an elongated central part 102, one end 104 of which is bent relative to the central part 102 and ends with two spaced arms 106 substantially perpendicular to the bent part 104. These spaced arms 106 comprise directed bosses 108. towards the inside.
The other end 110 of the extractor is angled downward and ends with a pair of spaced arms 112 substantially perpendicular to the angled end 110.
Bosses 114 are disposed inside each of the spaced arms 112.
The use of this lever to extract the die is illustrated in fig. 3, the bosses 108 of one of its ends are introduced into diametrically opposed parts of the groove 98 of the die and their spacing is such that. in this position, they are clamped in these diametrically opposed areas of the throat. It is seen in fig.
3 that a downward movement imparted to the central part of the lever in the direction of the arrow causes the extraction to pivot on the die holder and thus lifts the die from its housing.
This lever 100 is such that its left part is used to extract a die from its die holder, and its opposite end makes it possible to extract a punch having a groove of suitable size.
Fig. 19 shows a variant of the die holder of the invention. In this case, the die holder 120 comprises a base 122 in which is formed a groove 124 allowing the die holder to be fixed by a conventional means such as a stud and a nut on the sole.
The die holder comprises an upwardly directed body 126 in which the hole 126 constituting the housing of the die is drilled and the upper part 130 of which has a larger diameter. A fixing member 132 identical to the fixing ring 56 described above is arranged in the overbore 130 and it is held by a retaining ring 134 suitably fixed in the position shown. In this variant of the invention, the bores 128 and 130 can be connected by a conical part 135 which allows the bending of the retaining ring as seen in FIG. 19.
The die body 136 is crossed by a central hole 138 which is aligned with a hole 140 formed in the body 126 of the die holder which also comprises an orifice 142 making it possible to evacuate the cut pieces downward and outward.
The die body has a groove 144 through which the die body can be easily extracted using the lever 100 previously described. It can be seen that this die body and the die body of the previous example can be easily introduced into the die holder by manual pressure exerted downwards, and that they can then be easily extracted using the lever 100.
Fig. 20 shows another variant of the matrix holder of the invention, this matrix holder has the external appearance of the matrix holder described in the patent of
EUA No 3089376.
The outer shape of this die holder 150 is substantially cylindrical and it includes a housing 152 which communicates with a larger diameter bore 154. An attachment ring 156 substantially identical to the attachment ring 56 previously described is properly held in the 'bore 154 by a ring 158 according to the illustrated position. In this form of the invention, the die holder comprises a conical part 160 which allows the bending of the fixing ring in the position shown in fig. 20.
The die body 162 is disposed in the housing 152 and is crossed by a central hole 164 which communicates with the hole 166 of the die holder. A second orifice 168 communicates with the hole 166 to direct and evacuate the cut pieces downwards.
It is obvious that, in each of the previously described supporting devices, the fixing member is of a size such that its parts near the center protrude slightly towards the interior of the housing of the die to hook the outer surface of the latter and keep it in working position.
In fig. 10, the die holder is mounted on a jig 170 and a spring washer 72 is disposed in a groove 176 to hold the die mechanism on the jig. This elastic washer can be removed when desired and the groove 176 makes it possible to extract the die using the lever 100 previously described.
It should be noted that a washer serving as a shim can also be used with the die holder of fig. 19 and 20.
It should be noted that a washer serving as a shim can also be used with the die holder of fig. 19 and 20.
A punch holder 180 is shown in fig. 7 to 9. This punch holder is hardened and precision ground in a conventional manner to bear against the punch flange 182, and it receives the punch tool. The punch holder has a punch housing 184 which communicates with a small diameter hole 186 allowing air to be exhausted when the punch is introduced into, or extracted from, its housing.
A conventional punch 190 is disposed in the punch holder and it has a circumferential groove 192 formed in its outer surface. The upper end of the punch has a flat 194 on one of its sides and which is in contact with the flat 196 of a sloping key 198 disposed in a transverse hole 200 of the punch holder. This orientation key device is identical to that described in US Patent No. 3,137,193.
The punch holder is mounted in a conventional manner on the sole (fig. 8), two central feet 206 are arranged in aligned holes made in the punch holder and in the sole, and the assembly is fixed by screws 204 screwed into threaded holes in the punch holder or in the base as appropriate. The holding device of this embodiment comprises a holding pin 210 of circular section and sliding in a lateral hole 212 of the punch holder. The inner end of the spindle is a sloping surface 216 which comes into contact with a corresponding sloped surface 218 of a notch 220 milled in the upper part of the punch opposite the flat 194 previously described.
The upper part of the fixing pin 210 has a transverse groove 230 in which engages the lower end of a flat spring 232 fixed to the side of the punch holder by screws 234. Since the lower end of the punch holder spring 232 is fitted tightly into the groove 230, the pin 210 cannot rotate, and, moreover, the flat spring urges the fixing pin inwards in the position shown in the figure.
As can be seen better in fig. 7, the device, positively applying the fixing pin against the punch, comprises a threaded hole 240 formed in the punch holder and which opens into the side opening 212. A threaded screw 242 is screwed into this hole, and the edge bottom of hole 240 may be deformed on two opposite sides indicated by mark 244 to prevent the screw from coming out downward. However, these deformed parts allow the screw to descend sufficiently so that the fixing pin 210 can move to the right (Fig. 7) and release the punch from the punch holder. The screw 242 ends at its upper part with a frustoconical part 250 which can enter a hole of corresponding shape 252 made in the lower surface of the spindle 210. The upper part of the hole 252 opens into a cylindrical hole 254.
It can be seen that by screwing the screw 242 upwards (fig. 7), the two ramps delimited by the frustoconical head 250 and the frustoconical hole 252 of the spindle positively push the latter towards the left by applying the inclined surfaces 216 and 218 one against the other, which has the effect of applying the tail of the punch against the upper end of its housing made in the punch holder.
On the other hand, when screw 242 is unscrewed downward, pin 210 can be easily moved outward by bending flat spring 232.
For mass-produced punching, the effect of these inclined faces constituting corners and in accordance with the invention is very important because it makes it possible to block the head of the punch against the punch holder in order to eliminate any hammering effect. The punch can be extracted from its position shown in fig. 7 and 9 using the right end of the lever 100 previously described (fig. 5 and 6), the bosses 114 of the lever being placed in diametrically opposed positions of the groove 192 of the punch, then a tilting of the lever extracts the punch from the punch. punch holder in the same way as for extracting a die.
It should be noted that the upper edge of the punch has a slight rounding 260 to facilitate its introduction into the punch holder. When the punch is introduced into the position shown, the fixing pin 210 engages under the influence of the flat spring 232.
Figs. 10 and 11 show a variant of the device of FIGS. 7 to 9. This device is substantially identical to that of FIGS. 7 to 9, only the way in which the punch is oriented relative to the punch holder is different.
Instead of the sloping key device of Figs. 7-9, a side hole 269 receives a steel pin 270 whose inner end is planar. This pin is first applied against a jig to align properly then an epoxy resin body 274 is extruded around the pin 270 which is held against the jig by a fixture and then is cured by either a short heat treatment , or by air drying. This method of maintaining the orientation of the pin avoids the misalignments that could be created by soldering the end of the pin to hold it in place.
An important advantage of the device of FIGS. 7 to 11 is the fact that the force necessary for the extraction of the punch, after drilling a hole in a part and removing, is transmitted by the inclined surfaces so that the screws 242 or 242 'cannot loosen. This effect is important given that during large productions, the vibrations do not create play between the different elements.
Figs. 12 to 18 show another embodiment of a punch holder of the invention. This punch holder 281 is suitably fixed on the sole 282 by centering feet and conventional fixing screws as seen above. The punch holder has a housing 286 of suitable diameter and a threaded hole 288 of a larger diameter communicating with each other.
The punch 290 comprises an active part 292 intended to drill the holes, and a second part of larger diameter 294, these two parts being connected by an intermediate conical part 296. The punch comprises a flat 300 formed in its part of larger diameter. and an orientation key 302 is disposed in a transverse hole of the punch holder and comes to rest against the flat of the punch and maintains the latter correctly oriented.
This key 302 is shown in detail in FIG. 13 and 14, its diameter is substantially the same as that of its housing and it fits into the latter in a tight assembly. The key has a flat sloping 304 on one of its sides and which extends from one of its ends 306 to a point a short distance from its opposite end 308.
When the key is introduced into its housing, the flat 304 is in a plane substantially parallel to a plane passing through the longitudinal axis of the housing of the punch and, therefore, the key makes it possible to index the punch precisely in the manner described in U.S. Patent No. 3,137,193.
Fig. 17 shows a fixing ring 320 whose outer surface is threaded. This ring has a longitudinal slot 324 and one or more radial notches 328 formed at one of its ends which make it possible to screw or unscrew the ring using a suitable key.
Reference 330 corresponds to a plastic locking element which is mechanically retained in the threads of the ring 320. This element is for example a self-locking device manufactured by Nylok
Company, a division of the United Shoe Machinery Corporatison of the USA. This expandable material gets stuck in the threads and prevents the ring from loosening once it is locked in its position of FIG. 12.
Fig. 18 shows the fixing ring in the working position inside the threaded hole 288 of the punch holder and blocking the latter. The inner upper edge 332 of the ring is rounded (Fig. 18) and comes into contact with the intermediate conical portion 296 of the punch.
When the punch is introduced into its position of FIG. 12, the ring 320 is screwed up into the threaded hole 288 of the punch holder until the inner edge 332 of the latter comes into contact with the portion 296 of the punch. The ring then expands and gets stuck strongly in the position of fig. 12 by locking itself into place.
A washer 334 can be inserted between the upper end of the punch and the punch holder (fig. 15).
This washer shown in fig. 16 can be a disk and allows the punch to be sharpened while retaining its original length.
Also in this case, the punch can be easily extracted and replaced in the punch holder and the elements are positively held with respect to each other.