Machine pour la fabrication de pièces présentant une tête polygonale La présente invention a pour objet une machine pour la fabrication de pièces présentant une tête polygonale selon la revendication II du brevet prin cipal, c'est-à-dire comprenant, montée sur un bâti une tête d'étampage mobile actionnée en mouve ments alternatifs et une série de stations équipées d'éléments montés en partie sur le bâti et en partie sur la tête,
ces stations étant agencées de façon à forger progressivement une tête polygonale à une extrémité d'un segment cylindrique, alors qu'au moins une desdites stations comprend une première matrice pourvue d'une ouverture polygonale et un outil coopérant avec cette matrice de façon à étamper une portion dudit segment à l'intérieur de ladite ouverture pour former une ébauche de tête poly gonale dont les <RTI
ID="0001.0025"> angles ne sont pas remplis et dans laquelle une station suivante comprend une seconde matrice présentant une ouverture polygonale qui coopère avec un outil de section polygonale agencé de façon à poursuivre l'étampage de l'ébauche de tête,
cette seconde matrice présentant une surface interne s'étendant radialement et agencée de façon à localiser la pression sur une face extrême de ladite ébauche de tête adjacente à ces angles de façon à remplir ces angles complètement dans cette seconde matrice.
Une machine de ce genre est décrite dans le brevet No 388074. Pour qu'une telle machine fonc tionne d'une façon parfaitement correcte, il est néces- saire que dans toutes les stations qui font suite à celle dans laquelle la tête polygonale commence à être étampée, les pièces se présentent exactement dans la même orientation.
Pour cela, an a déjà songé à prévoir, à la sortie des matrices des éléments de guidage contre lesquels les pans de la tête poly gonale ébauchée glissent en restant constamment dans la même orientation. Toutefois, ces éléments de guidage ne peuvent pas entourer entièrement la pièce,
puisqu'il est nécessaire que cette dernière soit acces- sible par les transporteurs.
La présente invention a donc pour but d'as surer que l'éjection des pièces partiellement étampées hors des matrices polygonales se fasse sans que ces pièces ne tournent autour de leur axe.
Pour cela, dans la machine selon l'invention, au moins une desdites matrices comprend en outre des organes d'éjection, capables d'éjecter l'ébauche de ladite matrice tout en l'empêchant de tourner autour de son axe longitudinal.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, différentes formes d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan de la première forme d'exécution.
La fig. 2, une vue en coupe partielle de la ma chine de la fig. 1.
La fig. 3, une vue en coupe partielle montrant les stations d'étampage, les ,matrices et les poinçons de cette machine.
La fig. 4, une vue en. élévation partielle à plus grande échelle représentant les outils de l'une des stations de la machine de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6, une vue partielle à plus grande échelle montrant les détails des outils représentés à la fig. 3. La fig. 7, une vue en coupe partielle à plus grande échelle de la quatrième station d'étampage.
La fig. 8, une vue latérale d',un segment non étampé.
Les fig. 9, 10, 11 et 12 sont des vues latérales et en bout de l'ébauche respectivement après la première, la seconde, la troisième et la quatrième station. La fig. 13 est une vue en coupe de station d'étampage d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 14 :est une vue en coupe d'une station d'étampage d'une troisième forme d'exécution, et la fig. 15, une vue en coupe de la .première station d'étampage d'une quatrième forme d'exé- cution.
A la fig. 1, on voit en 1 un cadre qui constitue le lit de la machine décrite. Un vilebrequin 2 est pivoté à ses deux extrémités sur les côtés longitudi naux du cadre 1.
Ce vilebrequin présente des mane- tons 3 dont les. extrémités sont reliées par un touril lon 4 pivoté sur ces manetons. Ce vilebrequin. est en prise avec un arbre 5, tournant à la même vitesse que lui. A son extrémité avant, le cadre 1 porte un support de matrice 6.
A l'intérieur d'une glissière que présente le cadre 1, est engagée une tête 7 mobile longitudinalement alternativement dans un sens et dans l'autre, qui peut donc se rapprocher et s'éloi gner du support de matrice 6. Le tourillon 4 est pivoté sur la tête 7 et l'entraîne au rythme de rota tion de l'arbre 2.
A l'avant du cadre 1 est monté un dispositif (non représenté) de type usuel compre nant des galets et capable de faire avancer une barre 8 vers une station de coupage 10 dans laquelle cette barre est débitée en segments cylindriques tels que le segments A des fig. 8 et 8a. Ces segments sont ensuite transportés dans une première matrice portée par le support 6.
A la fig. 2, on voit que la barre 8 est saisie par un coupeur qui comprend un couteau 16 mobile verticalement. Ce couteau sectionne la barre 8 et le segment A est entraîné vers le haut au niveau des stations d'étampage, .niveau :auquel il est saisi par un premier transporteur 26. Un pous soir (non représenté) dégage alors la pièce A du couteau 16.
Le dispositif de transport -est agencé de façon à pouvoir, en même temps, transporter des pièces A, d'une part de la station de découpage à une station d'étampage 11, d'autre part, de la station 11 à une station d'étampage 12, de la station 12 à une sta tion d'étampage 13, et de la station 13 à une sta tion finale 14.
Les transporteurs 26 sont montés sur un chariot 27 qui se déplace horizontalement alter nativement vers l'arrière et vers l':avant. Ce chariot se déplace devant le support de matrice 6.
Les transporteurs sont actionnés de façon à saisir les pièces au moment où elles sortent des matrices et à les amener progressivement en position devant la station. suivante, afin qu'elles soient prêtes pour l'opération qui doit être accomplie dans cette sta tion.
Le dispositif de transport est actionné en syn chronisme avec les déplacements de la tête 7, de telle sorte que les pièces se déplacent successivement d'une station à l'autre. Ce dispositif déjà connu en soi ne sera pas décrit plus en détail .ici.
La fia. 3 montre la barre, 8 qui est conduite à travers le support de matrice 6, par des galets de type usuel. Cette barre avance jusqu'à ce que son extrémité heurte .une butée 32 montée sur le cadre 1. Lorsqu'elle atteint cette butée, la portion de cette barre qui fait saillie à l'extérieur d'une douille 33 en métal dur, présente une longueur suffisante pour constituer une pièce A.
La douille 33 coopère avec un anneau 16a du couteau 16 pour sectionner la barre. Il est évidemment très important que la longueur du segment A soit déterminé avec précision afin que les matrices d'étampage soient exactement remplies de la quantité de matière nécessaire et que, par conséquent, il n'y ait pas de risques de surpression lors de l'étampage.
En effet, de telles surpressions peuvent survenir si 1a quantité de matière engagée dans les matrices est trop considérable et conduisent souvent à des ruptures des matrices. Le transpor teur 26 amène la pièce A dans la station 11 au moment où 1a tête d'étampage 7 est dans sa position rétractée.
Lorsque la .tête d'étampage se déplace vers l'avant, la pièce A se trouve dans l'alignement de la matrice 11. Un outil 36 (fig. 4) monté sur la tête 7 la saisit au moment où le transporteur 26 la libère. Cet outil 36 comprend un manchon 37 présentant une ouverture 37a et une tige 38 dont l'extrémité avant 38a se trouve -en retrait de l'extrémité avant de l'ouverture 37a,
de façon à former avec elle un logement de guidage qui vient s'engager sur l'extré mité extérieure de l'ébauche A de façon à la sup porter latéralement pendant l'opération de compres sion effectuée sur une filière d'extrusion 41 montée sur le support de matrice 6 à la station 11.
La filière d'extrusion 41 présente une portion de guidage cylindrique 41a suivie d'un cône d'extru sion 41b, puis d'un dégagement 41c. L'ouverture <I>37a :et</I> 11a portion de guidage 41a présentent des diamètres ajustés à celui de l'ébauche A et se ter minent par des évasements 37b et 41b destinés à guider l'extrémité de l'ébauche.
Lorsque la tête d'étampage 7 se déplace vers l'avant, l'extrémité de l'ébauche A est pressée à travers le cône 41c de façon à former l'ébauche B représentée à la fig. 9. Lorsque l'opération d'extrusion .a formé dans l'ébau che A une tige de longueur suffisante, cette tige bute contre une barre de blocage 42.
Le contact entre l'une des extrémités de l'ébauche et l'extrémité avant 38a de la tige 38 écrase cette extrémité d'ébauche alors que le contact de l'autre extrémité avec la barre 42 écrase quelque peu cette autre extrémité. De pré férence, les outils sont agencés de façon qu'il n'y ait pas d'étampage dans cette station.
Pendant le mouvement de retour de la tête d'étampa:ge 7 la barre 42 se déplace vers l'avant de façon à éjecter l'ébauche B de la matrice. A ce moment, cette ébauche est saisie par une seconde paire d'organes de transport 26. Les éjecteurs 46 sont commandés par des culbuteurs 23 pivotés sur un arbre 24 (fia. 1) et par des cames calées sur un arbre à came oscillant 21. L'arbre à came 21 est entraîné en mouvement oscillatoire .par l'intermé diaire d'un levier 22 et d'une tringle 20 qui est reliée à un excentrique monté sur le vilebrequin 2.
Ce dispositif est d'un type connu en soi et ne sera pas décrit plus en détail ici. Le dispositif de .transport 26 saisit la tige 44 de l'ébauche B au moment où elle est extraite de la matrice et amène cette ébauche devant la station 12 dont le détail est .représenté à la fig. 5.
En même temps, le premier transporteur 26 amène une nouvelle pièce A devant la station 11, de sorte qu'à chaque mouvement de travail de la tête d'étampage 7, chacune des matrices effectue une opération.
Le support de matrice 6 de la seconde station 12 porte une matrice polygonale 45 qui coopère -avec un manchon 46 pour délimiter une cavité polygonale. Le manchon 46 présente une ouverture centrale 46a et une entrée conique 46b :ajustées à la tige 44 de l'ébauche B et à la portion conique 44a formée par la surface 41b dans la station 11. Une barre de blo cage 50 s'étend également :dans l'ouverture 46a et présente une face frontale 50a située en retrait de la matrice 45. La face frontale 50a présente un ergot 50b.
Un piston <B>50e</B> est monté dans l'élément de remplissage 50b derrière le manchon 46. Le piston 50c bute contre une surface plane 50e que présente la tige 50 de façon à éviter la rotation de cette tige tout en permettant des déplacements axiaux. Une clavette 50f s'étendant dans une gorge 50g assure l'orientation de l'élément de remplissage 50c1.
La tête mobile 7 porte dans la seconde station 12 un outil d'étampage 48 présentant une surface externe polygonale et ajustée à la matrice polygonale 45. Les arêtes 48a de l'outil 48 s'ont légèrement arron dies pour éviter l'usure que produiraient des arêtes vives et pour diminuer les risques d'endommage ment des outils lorsqu'ils s'engagent l'un dans l'autre.
Lorsque la tête mobile 7 se déplace vers l'avant, le poinçon 48 pousse l'ébauche B dans la matrice jusqu'à ce que son extrémité bute sur .l'ergot 50b et sur la face frontale 50a. Le mouvement de l'outil 48 vers l'avant se continue et provoque l'étampage d'une ébauche .de tête 47 à l'intérietur die la matrice 45.
Dans la forme d'exécution représentée, la matrice polygonale est hexagonale. Toutefois, si l'on désire des formes polygonales différentes, la matrice et l'outil peuvent être changés.
L'ébauche C formée lors du mouvement d'avance de l'outil 48 est représentée à la fig. 10. Elle pré sente une tige 44 dont le diamètre est inférieur à celui de l'ébauche initiale A, une section conique 44a et une tête 47 de forme générale polygonale.
Cette dernière n'est pas entièrement remplie dans ses angles, car un remplissage complet de la tête nécessiterait des pressions telles -que les outils s'use raient rapidement. Pendant l'étampage, la matière de l'ébauche glisse le long de plans de cisaillement obli ques par rapport à la direction de la force appliquée. La portion étampée prend une forme circulaire dont le diamètre maximum est situé à mi-distance entre les extrémités de la tête.
La matière repoussée tou che donc les parois polygonales de la matrice, tout d'abord approximativement au centre de ses pans. A la fin de l'opération, la forme de la tête est celle de la fig. 2.
Le remplissage final des arêtes et des :angles s'ef fectue au cours. des opérations suivantes dans la troisième et la quatrième station.
Lorsque la tête mobile 7 recule, la barre 50 est déplacée vers l'avant de façon à éjecter d'ébauche. Cette barre .est empêchée de tourner par la saillie <B><I>50e</I></B> et comme l'ergot 50b évite toute rotation entre l'ébauche et la barre, l'ébauche est empêchée de tourner autour .de son :axe durant son éjection. Ainsi, la tête 47 conserve l'orientation convenable jusqu'à ce que :
les transporteurs 26 la saisissent. Ils main- tiennent cette orientation .lors du transfert dans la station 13.
Dans .cette .station, les angles de da tête situés au voisinage de la face inférieure sont complètement remplis et il se forme une première saillie destinée à former l'épaulement de blocage. La matrice de la station 13 comprend un élément polygonal 49 appuyé contre une plaque 51.
Un manchon 52 monté dans l'élément 49 présente un passage central 54 ajusté à la tige 44 de l'ébauche C. Comme on le voit à la fig. 6, l'extrémité avant du manchon 52 présente une surface radiale 54a qui s'étend à partir d'une section conique 54b jusqu'à une surface inclinée 54c et courbe.
L'extrémité avant de la surface inclinée 54c rejoint une :surface radiale 54d qui s'étend jus qu'au bord .extérieur du manchon 52. L'arête entre les surfaces 54c et 54d est circulaire et son diamètre est un peu inférieur à la distance entre les pans parallèles de la matrice 49.
La station 13 comprend ,encore monté sur la tête mobile 7 un poinçon polygonal 56 -ajusté à l'élé ment de matrice 49. Ses arêtes sont également arron dies en 57 pour éviter les risques d'usure et de .rupture. Comme on de voit aux fig. 4 et 5, le poin- çon 56 est monté dans un collier fendu 58 à l'inté- rieur d'un porte-outil 59.
Des vis de fixation 61 appuient sur un pan 62 du collier 58 pour assurer l'alignement .et l'ajustage des pans du poinçon 56 par rapport à l'élément de matrice 49. Une troisième vis 63 bloque l'ensemble contre une plaque 64.
Dans une ouverture 67 du collier 58 est monté un bloc de guidage 66 qui présente une bride 68 s'étendant vers le haut et se terminant par une plaque supérieure 69 qui glisse contre le pan inférieur du poinçon 56.
Ce bloc de guidage 66 est sollicité vers l'avant comme on le voit à la fig. 5 par un ressort 61. Dans une rainure 73 que présente de bloc 66 est engagée une clavette 72 qui limite de mouvement de ce bloc vers d'avant tout en permettant des mou vements vers l'arrière contre d'action du ressort 61.
Lorsque la tête mobile se déplace vers ]',avant, la face 69 du bloc 66 est -an contact avec la face infé rieure de l'ébauche C maintenue par les, transporteurs et maintient de ce fait cette ébauche dans l'orienta tion convenable lorsqu'elle est engagée dans la ma trice, de sorte que la tête 47 puisse s'engager dans l'élément 49.
Lorsque la tête 7 .approche de sa posi- Lion antérieure, l'extrémité du bloc 66 vient buter contre l'élément 49 et recule dans l'ouverture 67 en comprimant le ressort 61.
Une tige 73 (fig. 3) est mobile le long de l'ou verture 54. Un tenon 74 est pressé élastiquement contre un méplat de la tige 73 par un ressort 77. Ce tenon évite la rotation de la .tige 73 et en outre la freine de sorte qu'elle reste dans sa position avan cée après l'éjection d'une ébauche.
La tige 73 présente une face .extrême radiale 78 et un ergot 79 semblable à l'ergot 52. Lors du mou vement d'avance de la tête 7, l'ergot 79 se trouve adjacent à la face de l'élément 49 puisque la tige 73 est retenue par le tenon 74. -L'ébauche C présente une gorge 81 formée par l'ergot 50d dans la station 12. Cette gorge s'engage sur l'ergot 79 lorsque le poussoir 56 introduit l'ébauche C dans la matrice de la station 13. Cette ébauche est alors guidée à ses deux extrémités, d'une part, par la face 69 du bloc 66, et, d'autre part, par l'ergot 79. Ces éléments assurent l'orientation de l'ébauche C par rapport aux matrices.
Il est préférable de donner à l'élément de matrice 49 et à l'ouverture 54 une dimension légè- r, .me.nt plus grande que celle des portions corres pondantes de l'ébauche afin de ménager un jeu suf fisant pour son introduction.
Comme on le voit aux fig. 3 @et 6, la tige 73 est repoussée en arrière lorsque le poinçon 56 pousse l'ébauche C dans l'élément polygonal 49. La face inférieure de la tête 47 formée dans la station 12 est plane, de sorte que l'engagement de cette tête sur la face radiale 54b .adjacente aux angles,
se produit avant que cette face arrière vienne dans le logement circulaire limité par la surface inclinée et incurvée 54e et par la surface radiale 54a. Il en résulte que le mouvement d'avance de l'outil 56 produit une pression sur la face .arrière de la tête dans la zone adjacente aux angles,
ce qui coupe et fait refluer la matière dans les angles en provoquant un flux de métal radial. Cette opération remplit complètement les angles 82 .au voisinage de la face arrière de la tête ainsi qu'une partie des arêtes 83 qui partent des angles 82. En même temps, le métal des zones qui sont situées à l'intérieur de la face 54d flue axia- lement et forme une saillie circulaire 84 dans le loge ment limité par les surfaces 54c et 54c.
Comme la pression d'étampage est localisée sur une zone périphérique de faible largeur au voisi nage des angles de la tête, on obtient un remplis sage correct et complet des angles de l'ébauche D sans qu'il soit nécessaire de mettre en jeu des pres sions considérables et par conséquent, sans usure de .la matrice. La saillie tronconique 84 formée dans cette station constitue l'élément de blocage désiré.
La face extrême convexe 86 du piston 56 creuse dans la tête de l'ébauche D un logement 87. Du fait de la présence de cette face convexe, le piston 56 subit pendant l'opération d'étampage des forces de compression radiales qui se superposent aux forces de compression axiales et qui diminuent l'usure du piston. Cette face convexe évite aussi les risques d'inclusion d'huile ou d'air entre l'ébauche et la sur face de l'outil.
En outre, le logement formé par la surface con vexe 86 a pour effet que la pression s'applique à la périphérie de la tête au début de l'opération suivante.
Lorsque la tête mobile 7 se déplace vers l'ar rière en s'éloignant du support 6, la tige 73 avance et éjecte l'ébauche D des matrices de la station 13. Ici, de nouveau, l'ébauche est maintenue dans une orientation correcte durant son éjection. Comme la barre de blocage est empêchée de tourner par le tenon 74 et que la rotation de l'ébauche par rapport à la tige est empêchée par l'ergot 79, toute rotation de cette ébauche durant son éjection est ainsi rendue impossible. Les transporteurs 26 saisissent l'ébauche D et la transportent en regard des matrices de la station 14.
Dans cette dernière, représentée aux fig. 3 et 7, se forme une pièce terminée E. La surface supé rieure de la tête est biseauté;., les portions non encore remplies de la tête sont parfaitement formées et l'épaulement circulaire de blocage est comprimé ra- d.ialement jusqu'à un diamètre sensiblement égal à la distance entre les pans parallèles de la tête.
Un manchon 91 est monté sur un support 92 et appuie contre un élément de remplissage 93. Une ouverture 94 que présente le manchon 91 a un dia mètre dimensionné de façon à recevoir la tige 44 de l'ébauche D avec un léger jeu. L'ouverture 94 pré sente une portion conique 96 à son extrémité avant pour faciliter le guidage de la tige et pour recevoir, en outre, la section conique 44a de l'ébauche D. Le manchon 91 présente en outre une face radiale 97 qui dépasse l'extrémité du support 92 (fig. 7).
Le logement polygonal est formé par la matrice qui est montée sur la tête mobile ; cette matrice com prend un manchon 98 présentant -une cavité poly gonale 99 et un manchon interne 101 ajusté à la cavité 99 et pourvu d'une face frontale 102 dont la forme est telle qu'elle permet le biseautage de la tête de l'ébauche. Une barre de blocage 103 est pla cée de façon que sa face antérieure 104 soit à fleur de la face 103 du manchon 101.
La face 102 du manchon interne 101 présente des rebords 106 qui s'étendent à sa périphérie et sont adjacents aux angles du logement 99.
Comme l'ébauche D présente un logement ar rondi 87, le premier contact entre l'outil d'étampage placé sur ;la tête mobile et la face supérieure de la tête de l'ébauche a lieu au voisinage des angles du logement 99. Il en résulte que la force d'étampage s'applique tout d'abord dans une zone de la tête polygonale voisine des angles du logement 99, ce qui localise la force exercée de façon à forcer la matière de la tête à Huer pour remplir complète- ment le reste des arêtes et la partie biseautée comme on le voit à la fi-. 12.
Lorsque la poussée de l'outil est terminée, la face supérieure de la tête est plane dans toute da zone située à l'intérieur dudit biseau. L'écoulement du métal qui permet l'aplatissement de cette face frontale. ne provoque pas de forte pres sion dans la zone centrale adjacente à la barre de blocage 103, puisque cette zone correspond à celle de la profondeur maximum du logement 87.
La barre de blocage 103 ne supporte donc pas de grandes forces -et la face terminale ne subit aucune détériora tion telle que celle que l'on pourrait constater aux joints entre la barre 103 et le manchon 101 si les forces appliquées étaient importantes.
L'extrémité avant du .support 92 .est placée en retrait de la face du support 6 de sorte que la face terminale 97 du manchon 91 s'étend en avant du plan de la face frontale du support de matrice .telle qu'elle est définie dans les autres stations.
Cet avan cement de la face. 97 permet à la face avant du manchon 98 de s'étendre iau-dedà de la face 97 lors que la tête mobile 7 est dans sa position avant extrême (fig. 6). Ainsi, la tête de l'ébauche D est complètement enserrée radialement par le manchon 98 avant que l'étampage ait lieu, ce qui évite toute distorsion ou écrasement des angles vifs formés au voisinage de la face inférieure dans la station 13.
Le logement 99 a des dimensions telles qu'il enserre exactement la tête de l'ébauche B et évite ainsi toute déformation des pans déjà formés. En pratique, la distance entre les pans parallèles de la cavité 99 ne doit pas dépasser la distance entre les pans parallèles de l'ébauche D de plus de 1 %.
Un chanfrein 116 est formé à l'extrémité avant du manchon 98 afin de faciliter le guidage de la tête dans le logement 99. Ce chanfrein coopère avec les angles arrondis de la face supérieure de l'ébauche D mais il se trouve au-delà de la face inférieure de la tête au moment où les forces d'étampage sont,appliquées.
La hauteur axiale de la saillie circulaire 84 est supérieure à celle de l'épaulement 108 lorsque celui- ci est terminé. Ainsi, le reflux du métal provoque un remplissage complet des angles inférieurs de l'ébauche D et il reste suffisamment de matière pour former cet épaulement.
Pendant l'étampage dans la station 14, la hauteur de la saillie 84 se réduit et le métal flue radialement jusqu'à ce que .le diamètre de l'épaulement circulaire soit égal à .la distance entre les pans de la tête.
En outre, la périphérie de cet épaulement .au cours de cette opération prend une forme sensiblement cylindrique, du fait que la por tion circulaire 84 est façonnée avec une surface exté rieure incurvée dans lactation 13, l'épaulement doit être déplacé radialzment .et amené à une forme cylin drique en évitant la formation de fissures à froid. On a constaté qu'une ébauche de boulon formée comme décrit ci-dessus présente une structure dont la finesse correspond à ce qui est désiré et une résis tance élevée.
L'utilisation de -la station 13 pour com pléter le remplissage des angles inférieurs, et de la station 14 pour compléter celui des mangles supé rieurs assure la formation d'une tête polygonale par faitement remplie et sans fissure.
Unie barre de blocage 109 est ajustée dans la station 14 de façon que son extrémité antérieure se trouve à une certaine distance de l'épaulement 44 pendant l'opération d'étampage ;
pendant que la tête mobile se déplace vers l'arrière, .la barre 109 et la barre 103 se déplacent vers l'avant en éjectant une ébauche de la matrice. Après la station 14, il ne se produit plus d'opération d'étampage, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de maintenir l'orientation exacte de l'ébauche pendant cette éjection. La face extrême 111 de la barre 99 ne présente donc pas d'ergot.
Lors d;. l'éjection de l'ébauche dans la station 14 elle est saisie par des organes de transfert qui l'amè- nent-dans un tube que les ébauches parcourent suc cessivement pour parvenir aux emplacements des opérations suivantes telles que le pointage et le filetage.
La fig. 13 représente une seconde forme d'exé cution qui est utilisée pour former des ébauches de boudons dont une portion de la tige ne présente pas de, filetage. La station de coupage n',est pars repré sentée.
Elle est identique à celle de la fig. 3. Dans cette figure, on utilisera pour désigner les mêmes pièces que dans la première forme d'exécution les mêmes signes de référence :pourvus d'un indice '.
Dans la première station 11', l'ébauche est extru- dée et les extrémités sont écrasées. Une filière 41' ayant une ouverture d'entrée 41d et un cône d'-ex- trusion 4.1c' est montée dans le support de matrice. L'outil 36' comprend un manchon 37' présentant une ouverture 37â et un poinçon 38' dont l'extrémité avant se trouve <RTI
ID="0005.0123"> en retrait de celle de l'ouverture 37d de façon à délimiter un logement de guidage qui s'engage sur l'extrémité extérieure de l'ébauche et la guide pendant qu'elle est -envoyée dans la filière 41'.
Dans la seconde station 12', .le manchon 46' diffère du manchon 46 en ce qu'il présente à son extrémité antérieure une ouverture 46c' limitée inté- rieurement par .une portion conique 46b'. Il en résulte que l'ébauche B' s'introduit dans le man chon 46 jusqu'à unie position dans laquelle une partie de la portion non extradée se trouve au-delà de la matrice polygonale 45'.
Après -l'emboutissage dans cette station, l'ébauche C' comprend. une tige extru dée 44', un épaulement -conique 44d et une portion de tige non extrudée 44b'. La tête 47' est approxi mativement polygonale, mais ses arêtes .et ses angles ne sont pas remplis.
Dans la station 13', le manchon 52' diffère du manchon 52 en ce qu'il comprend une ouverture cylindrique 52d dont le diamètre -est ajusté à la portion non extrudée 44b' et dont la longueur lest supérieure à celle de cette portion,
de sorbe qu'un jeu subsiste entre la section tronconique 44d et la section tronconique 52b'. Ce jeu a pour effet d'éviter tout travail sur la tige pendant l'opération effectuée dans la station 13'.
La barre 73' est agencée de façon qu'il subsiste un jeu à son extrémité arrière ,et n'exerce ainsi aucune force sur l'extrémité de la tige 44'.
La matrice 52' est aussi agencée de façon à localiser la pression d'étampage .aux arêtes de la face inférieure de la tête de façon à produire un remplissage complet des angles et des arêtes de cette tête situés au voisinage de la face inférieure comme dans la fig. 3.
Dans la station 14' le manchon 91' comprend aussi une portion cylindrique 91â recevant la por tion non extrudée 44b'. Cette ouverture cylindrique 91d est également plus longue que la partie 44b' de la tige, ce qui évite toute sollicitation sur la tige durant l'opération effectuée dans cette station.
En outre, la barre 109' est également située en retrait de l'extrémité de la tige.
Le manchon 91' coopère avec des outils montés sur la tête mobile de façon à terminer l'épaulement de blocage et à former le biseau de la tête en rem- plissant complètement les angles et les arêtes supé rieurs de la tête.
La fig. 14 représente une troisième forme d'exé- cution de la machine décrite. Celle-ci est utilisée pour former les boulons à longue tige. La station de coupage n'est pas représentée. La longueur du segment de barre est naturellement ajustée de façon à fournir un volume de
matière suffisant. Les élé ments correspondants à ceux de la fig. 3 sont dési gnés par les mêmes signes de référence pourvus de l'indice ".
Dans cette forme d'exécution, l'extrusion de la partie filetée de la tige ne se produit pas dans la première station 11".
Aussi, le manchon 41" pré sente-t-il une ouverture cylindrique 41f". L'op6ra- tion effectuée dans la première station 11" sert uni- quement à écraser -les extrémités du segment de tige destiné à former le boulon par compression axiale entre les tiges 38" et 42".
La paroi de l'ou- verture 41f" et de l'ouverture 37â' assure le posi- tionnement latéral de l'ébauche de sorte qu'il ne se produit aucun étampage au cours de cette opé ration.
Dans la seconde station 12" se forme une tête 47" de forme approximativement polygonale. L'outil de retenue 50" présente également un ergot 50b" qui forme une gorge dans la face extrême de la tige de façon à éviter toute rotation de l'ébauche durant l'éjection.
Comme l'ébauche ne subit pas d'extrusion dans la station 11", les éléments de matrice de la station 12" présentent un passage central dont le diamètre est appproximativement égal à celui de la tige et qui entoure cette dernière pendant l'emboutissage.
L'ébauche C" est ensuite transférée dans la troi sième station 13" dans laquelle .les angles et les arêtes adjacents. à la face inférieure de la tête sont remplis comme dans la première forme d'exécution. Dans cette station 13", les éléments de matrice pré sentent également une ouverture droite 54" puisque la tige ne subit pas d'extrusion.
Ce n'est que dans la dernière station 14" que la tige de l'ébauche est extrudée pour former une por tion de diamètre réduit destinée à être filetée. Une filière <B>111"</B> présentant un cône d'extrusion 112" est montée dans cette station.
Comme la tête mobile porte une matrice polygonale 98" dans laquelle est logé un manchon interne 101', .la tête de l'ébauche B" se trouve placée à l'intérieur d'une cavité 99" lors de l'opération d'étampage et la tige de l'ébauche est poussée dans le manchon 91" et à travers le cône d'extrusion 112". Comme le mouvement d'avance de la tête mobile continue, la tige est refoulée à travers la filière et il se forme une partie extrudée 44".
Lorsque la face antérieure 97" vient en contact avec la saillie annulaire 84" située au revers de la tête, l'opération de biseautage de la tête commence et les arêtes ainsi que les angles supérieurs se rem plissent et l'épaulement circulaire 108" s'élargit radialement.
Dans les deux formes d'exécution des fig. 13 et 14, la mise en oeuvre est en substance la même que dans la forme d'exécution de da fig. 3. Seuls les modes de formation des tiges diffèrent, ceci étant dû au fait que les tiges elles-mêmes sont différentes.
Dans certains cas, il est désirable de combiner les opérations effectuées dans la première et dans la seconde station et d'extruder la tige en façonnant l'ébauche de tête polygonale dans une seule station.
Ceci permet de .réduire le nombre des stations à trois. Dans ce cas, on peut utiliser une machine telle que représentée partiellement à la fig. 15 qui com- prend un appareil remplaçant les stations 11 et 12 de la fig. 3. Dans ce cas, les poinçons et les matrices des stations 13 et 14 restent sans changement.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 15, l'ébauche est transférée de la station de coupage jusque dans une position en regard des outils et des matrices de la première station de 1a fig. 15.
Le sup port de matrice porte alors une matrice polygonale 112 et une filière d'extrusion 113. L'extrémité anté rieure 114 de cette filière coopère avec .la matrice 112 pour délimiter une cavité polygonale. La filière 113 comprend un cône 116 qui s'étend jusqu'à une arête circulaire 117.
L'outil mobile 118 comprend un manchon 119 portant un poinçon 121 dont la surface externe 133 est polygonale et ajustée à la matrice polygonale 112. Un piston central 123 tra verse le poinçon et présente une face frontale 124 située légèrement en retrait de l'extrémité du poin çon 121 de façon à former un logement de guidage qui s'engage sur l'extrémité de l'ébauche lorsque la tête mobile presse cette dernière à travers la filière
d'extrusion.
Au moment où la pièce a été extrudée à travers la filière 117 sur une longueur suffisante pour former une tige de boulon, cotte tige atteint une barre de blocage 126 qui l'empêche de se déplacer plus loin et qui, par conséquent, fait cesser l'extrusion de la matière de la pièce I> A à travers la filière 42.
Ici aussi la barre de blocage présente un ergot 127 qui forme une gorge à l'extrémité de la tige pour éviter toute rotation de l'ébauche lors de son éjection. Comme l'outil 126 continue à se déplacer dans la matrice, la matière de la pièce contenue dans cette matrice 112 est étampée et forme une ébauche de tête de forme approximativement polygonale. Cette ébauche comprend une tige 128 dont le diamètre est plus petit que le diamètre initial de la pièce,
une tête de forme approximativement polygonale 129 et une saillie cylindrique 131 coaxiale à la tige 128. Cette saillie résulte du remplissage de la creusure formée à l'extrémité de l'outil 121 et destinée à gui der la matière de la tête durant ,l'extrusion.
L'ébauche formée dans la station de la fig. 15 est ensuite transférée à une station semblable à la station 13 de la forme d'exécution de la fig. 3.
Dans cette station 13, la saillie 131 est écrasée lors du remplissage complet des -angles et arêtes intérieurs de sorte que l'ébauche produite est alors semblable à l'ébauche D de la première forme d'exécution.
Dans toutes les formes d'exécution décrites, la tête polygonale de l'ébauche est formée sans enlève ment de la matière. Du fait qu'on forme d'abord une tête approximativement polygonale dont les angles est les arêtes ne sont pas remplis, on évite des pressions excessives.
Dans les opérations suivantes, les matrices sont agencées de façon que les forces d'emboutissage soient appliquées sur une face extrême voisine des angles et des arêtes de la tête formée initialement de sorte que la matière flue dans les angles et les arêtes adjacents à cette face frontale.
Ensuite, c'est la face extrême opposée et soumise à une force donnée, cette dernière étant également localisée au voisinage des angles et des arêtes,
de sorte que ces derniers se remplissent com- plètement. Le procédé et l'appareil décrits évitent donc de mettre en oeuvre un fluage latéral important aux extrémités des portions embouties. Les pressions nécessaire pour former la tête polygonale sont beau coup plus faibles que si
l'emboutissage avait lieu sous l'effet de forces appliquées au centre de l'ébau che. La durée de vie des outils est suffisamment lon gue pour permettre une .production intéressante.
Machine for the manufacture of parts having a polygonal head The present invention relates to a machine for the manufacture of parts having a polygonal head according to claim II of the main patent, that is to say comprising, mounted on a frame a mobile stamping head actuated in reciprocating movements and a series of stations equipped with elements mounted partly on the frame and partly on the head,
these stations being arranged so as to progressively forge a polygonal head at one end of a cylindrical segment, while at least one of said stations comprises a first die provided with a polygonal opening and a tool cooperating with this die so as to stamp a portion of said segment inside said opening to form a poly gonal head blank whose <RTI
ID = "0001.0025"> angles are not filled and in which a following station comprises a second die having a polygonal opening which cooperates with a tool of polygonal section arranged so as to continue the stamping of the head blank,
this second die having an internal surface extending radially and arranged so as to localize the pressure on an end face of said head blank adjacent to these angles so as to fill these angles completely in this second die.
A machine of this kind is described in patent No 388074. For such a machine to function perfectly correctly, it is necessary that in all the stations which follow that in which the polygonal head begins to move. be stamped, the parts appear in exactly the same orientation.
For this, year has already thought of providing, at the exit of the dies, guiding elements against which the sides of the blank poly gonal head slide while remaining constantly in the same orientation. However, these guide elements cannot completely surround the part,
since it is necessary that the latter be accessible by carriers.
The object of the present invention is therefore to ensure that the ejection of the partially stamped parts out of the polygonal dies takes place without these parts rotating about their axis.
For this, in the machine according to the invention, at least one of said dies further comprises ejection members, capable of ejecting the blank from said die while preventing it from rotating about its longitudinal axis.
The appended drawing represents, by way of example, various embodiments of the machine according to the invention.
Fig. 1 is a plan view of the first embodiment.
Fig. 2, a partial sectional view of the machine of FIG. 1.
Fig. 3, a partial sectional view showing the stamping stations, dies and punches of this machine.
Fig. 4, a view in. partial elevation on a larger scale showing the tools of one of the stations of the machine of FIG. 3.
Fig. 5 is a sectional view along line 5-5 of FIG. 4.
Fig. 6, a partial view on a larger scale showing the details of the tools shown in FIG. 3. Fig. 7, a partial sectional view on a larger scale of the fourth stamping station.
Fig. 8, a side view of an unstamped segment.
Figs. 9, 10, 11 and 12 are side and end views of the blank after the first, second, third and fourth station, respectively. Fig. 13 is a sectional view of a stamping station of a second embodiment.
Fig. 14: is a sectional view of a stamping station of a third embodiment, and FIG. 15, a sectional view of the first stamping station of a fourth embodiment.
In fig. 1, we see at 1 a frame which constitutes the bed of the machine described. A crankshaft 2 is pivoted at both ends on the longitudinal sides of the frame 1.
This crankshaft has 3 crankpins including. ends are connected by a lon 4 pivot pivoted on these crankpins. This crankshaft. is engaged with a shaft 5, rotating at the same speed as it. At its front end, frame 1 carries a die support 6.
Inside a slide that the frame 1 has, is engaged a head 7 movable longitudinally alternately in one direction and the other, which can therefore move closer to and away from the die support 6. The journal 4 is rotated on the head 7 and drives it at the rate of rotation of the shaft 2.
At the front of the frame 1 is mounted a device (not shown) of the usual type comprising rollers and capable of advancing a bar 8 towards a cutting station 10 in which this bar is cut into cylindrical segments such as segments A of fig. 8 and 8a. These segments are then transported in a first die carried by the support 6.
In fig. 2, it can be seen that the bar 8 is gripped by a cutter which comprises a knife 16 movable vertically. This knife cuts the bar 8 and the segment A is driven upwards at the level of the stamping stations, level: at which it is gripped by a first conveyor 26. A push (not shown) then releases part A from the knife. 16.
The transport device -is arranged so as to be able, at the same time, to transport parts A, on the one hand from the cutting station to a stamping station 11, on the other hand, from station 11 to a stamping station. 12, from station 12 to a stamping station 13, and from station 13 to a final station 14.
The transporters 26 are mounted on a carriage 27 which moves horizontally alternately backwards and forwards. This carriage moves in front of the die holder 6.
The conveyors are actuated so as to grip the parts as they exit the dies and gradually bring them into position in front of the station. next, so that they are ready for the operation that must be performed in that station.
The transport device is actuated in synchronicity with the movements of the head 7, so that the pieces move successively from one station to another. This device, which is already known per se, will not be described in more detail here.
The fia. 3 shows the bar, 8 which is driven through the die support 6, by rollers of the usual type. This bar advances until its end strikes a stop 32 mounted on the frame 1. When it reaches this stop, the portion of this bar which protrudes outside a socket 33 made of hard metal, presents sufficient length to constitute part A.
The sleeve 33 cooperates with a ring 16a of the knife 16 to sever the bar. It is of course very important that the length of segment A is determined precisely so that the stamping dies are filled exactly with the required amount of material and, therefore, there is no risk of overpressure when pressing. 'stamping.
Indeed, such overpressures can occur if 1a quantity of material engaged in the dies is too considerable and often lead to ruptures of the dies. The conveyor 26 brings the workpiece A into the station 11 when the stamping head 7 is in its retracted position.
As the stamping head moves forward, the part A is in alignment with the die 11. A tool 36 (Fig. 4) mounted on the head 7 grips it as the conveyor 26 lays it down. released. This tool 36 comprises a sleeve 37 having an opening 37a and a rod 38 whose front end 38a is set back from the front end of the opening 37a,
so as to form with it a guide housing which engages on the outer end of the blank A so as to support it laterally during the compression operation carried out on an extrusion die 41 mounted on the matrix support 6 at station 11.
The extrusion die 41 has a cylindrical guide portion 41a followed by an extrusion cone 41b, then by a recess 41c. The opening <I> 37a: and </I> 11a guide portion 41a have diameters adjusted to that of the blank A and end with flares 37b and 41b intended to guide the end of the blank.
As the stamping head 7 moves forward, the end of the blank A is pressed through the cone 41c so as to form the blank B shown in FIG. 9. When the extrusion operation has formed in the blank che A a rod of sufficient length, this rod abuts against a locking bar 42.
The contact between one of the ends of the blank and the front end 38a of the rod 38 crushes this end of the blank while the contact of the other end with the bar 42 somewhat crushes this other end. Preferably, the tools are arranged so that there is no stamping in this station.
During the return movement of the stamping head: ge 7 the bar 42 moves forward so as to eject the blank B from the die. At this moment, this blank is gripped by a second pair of transport members 26. The ejectors 46 are controlled by rocker arms 23 pivoted on a shaft 24 (fia. 1) and by cams wedged on an oscillating camshaft 21 The camshaft 21 is driven in oscillatory movement by the intermediary of a lever 22 and a rod 20 which is connected to an eccentric mounted on the crankshaft 2.
This device is of a type known per se and will not be described in more detail here. The transport device 26 grasps the rod 44 of the blank B when it is extracted from the die and brings this blank in front of the station 12, the detail of which is .represented in FIG. 5.
At the same time, the first conveyor 26 brings a new part A past the station 11, so that with each working movement of the stamping head 7, each of the dies performs an operation.
The die support 6 of the second station 12 carries a polygonal die 45 which cooperates with a sleeve 46 to define a polygonal cavity. The sleeve 46 has a central opening 46a and a conical inlet 46b: fitted to the rod 44 of the blank B and to the conical portion 44a formed by the surface 41b in the station 11. A blocking bar 50 also extends. : in the opening 46a and has a front face 50a set back from the die 45. The front face 50a has a lug 50b.
A <B> 50e </B> piston is mounted in the filling element 50b behind the sleeve 46. The piston 50c abuts against a flat surface 50e that the rod 50 presents so as to prevent the rotation of this rod while allowing axial displacements. A key 50f extending in a groove 50g ensures the orientation of the filling element 50c1.
The movable head 7 carries in the second station 12 a stamping tool 48 having a polygonal outer surface and fitted to the polygonal die 45. The edges 48a of the tool 48 are slightly rounded to avoid the wear that would produce. sharp edges and to reduce the risk of damaging tools when they engage one into the other.
When the movable head 7 moves forward, the punch 48 pushes the blank B into the die until its end abuts on the lug 50b and on the front face 50a. The forward movement of the tool 48 continues and causes the stamping of a head blank 47 inside the die 45.
In the embodiment shown, the polygonal matrix is hexagonal. However, if different polygonal shapes are desired, the die and the tool can be changed.
The blank C formed during the advance movement of the tool 48 is shown in FIG. 10. It has a rod 44 whose diameter is smaller than that of the initial blank A, a conical section 44a and a head 47 of generally polygonal shape.
The latter is not fully filled in its corners, as a complete filling of the head would require pressure such that the tools would wear out quickly. During stamping, the blank material slides along shear planes which are oblique to the direction of the applied force. The stamped portion takes a circular shape, the maximum diameter of which is located midway between the ends of the head.
The repelled material therefore touches the polygonal walls of the matrix, first of all approximately in the center of its sides. At the end of the operation, the shape of the head is that of FIG. 2.
The final filling of the edges and: angles is carried out during. subsequent operations in the third and fourth station.
When the movable head 7 moves back, the bar 50 is moved forward so as to eject a blank. This bar is prevented from rotating by the projection <B><I>50e</I> </B> and since the lug 50b prevents any rotation between the blank and the bar, the blank is prevented from rotating around .of sound: axis during its ejection. Thus, the head 47 maintains the correct orientation until:
the carriers seize it. They maintain this orientation when transferring to station 13.
In .this .station, the angles of the head located in the vicinity of the lower face are completely filled and a first projection is formed intended to form the blocking shoulder. The matrix of the station 13 comprises a polygonal element 49 pressed against a plate 51.
A sleeve 52 mounted in the element 49 has a central passage 54 fitted to the rod 44 of the blank C. As seen in FIG. 6, the front end of the sleeve 52 has a radial surface 54a which extends from a conical section 54b to an inclined and curved surface 54c.
The forward end of the inclined surface 54c meets a radial surface 54d which extends to the outer edge of the sleeve 52. The ridge between the surfaces 54c and 54d is circular and its diameter is somewhat smaller than the edge. distance between the parallel sides of the die 49.
The station 13 comprises, still mounted on the movable head 7, a polygonal punch 56 -adjusted to the die element 49. Its edges are also rounded at 57 to avoid the risks of wear and breakage. As can be seen in fig. 4 and 5, the punch 56 is mounted in a split collar 58 within a tool holder 59.
Fixing screws 61 press on a side 62 of the collar 58 to ensure the alignment and adjustment of the sides of the punch 56 relative to the die element 49. A third screw 63 locks the assembly against a plate 64 .
In an opening 67 of the collar 58 is mounted a guide block 66 which has a flange 68 extending upwards and terminating in an upper plate 69 which slides against the lower face of the punch 56.
This guide block 66 is biased forward as seen in FIG. 5 by a spring 61. In a groove 73 present in block 66 is engaged a key 72 which limits movement of this block forwards while allowing rearward movement against the action of spring 61.
When the movable head moves towards the front, the face 69 of the block 66 is in contact with the lower face of the blank C held by the conveyors and thereby maintains this blank in the proper orientation. when it is engaged in the matrix, so that the head 47 can engage in the element 49.
When the head 7 approaches its anterior position, the end of the block 66 abuts against the element 49 and recedes into the opening 67, compressing the spring 61.
A rod 73 (FIG. 3) is movable along the opening 54. A tenon 74 is resiliently pressed against a flat of the rod 73 by a spring 77. This tenon prevents rotation of the rod 73 and furthermore brakes it so that it remains in its advanced position after ejecting a blank.
The rod 73 has an extreme radial face 78 and a lug 79 similar to the lug 52. During the forward movement of the head 7, the lug 79 is located adjacent to the face of the element 49 since the rod 73 is retained by tenon 74. -The blank C has a groove 81 formed by the lug 50d in the station 12. This groove engages on the lug 79 when the pusher 56 introduces the blank C into the die of the station 13. This blank is then guided at its two ends, on the one hand, by the face 69 of the block 66, and, on the other hand, by the lug 79. These elements ensure the orientation of the 'blank C with respect to the dies.
It is preferable to give the die element 49 and the opening 54 a light dimension, .me.nt larger than that of the corresponding portions of the blank in order to provide sufficient clearance for its introduction. .
As seen in Figs. 3 @ and 6, the rod 73 is pushed back when the punch 56 pushes the blank C into the polygonal element 49. The underside of the head 47 formed in the station 12 is planar, so that the engagement of this head on the radial face 54b adjacent to the angles,
occurs before this rear face comes into the circular housing bounded by the inclined and curved surface 54e and by the radial surface 54a. As a result, the forward movement of the tool 56 produces pressure on the rear face of the head in the area adjacent to the corners,
which cuts and causes material to flow back in the corners causing a radial flow of metal. This operation completely fills the angles 82 in the vicinity of the rear face of the head as well as part of the ridges 83 which originate from the angles 82. At the same time, the metal of the areas which are located inside the face 54d flows axially and forms a circular projection 84 in the housing bounded by surfaces 54c and 54c.
As the stamping pressure is localized on a peripheral zone of small width in the vicinity of the angles of the head, a correct and complete filling of the angles of the blank D is obtained without it being necessary to bring into play considerable pressure and therefore no wear on the die. The frustoconical projection 84 formed in this station constitutes the desired locking element.
The convex end face 86 of the piston 56 hollow in the head of the blank D a housing 87. Due to the presence of this convex face, the piston 56 undergoes during the stamping operation radial compressive forces which are superimposed. axial compressive forces which reduce piston wear. This convex face also avoids the risk of inclusion of oil or air between the blank and the surface of the tool.
Further, the housing formed by the convex surface 86 causes pressure to be applied to the periphery of the head at the start of the next operation.
As the movable head 7 moves rearward away from the support 6, the rod 73 advances and ejects the blank D from the dies of the station 13. Here, again, the blank is held in an orientation. correct during its ejection. As the locking bar is prevented from rotating by the tenon 74 and the rotation of the blank relative to the rod is prevented by the lug 79, any rotation of this blank during its ejection is thus made impossible. The carriers 26 pick up the blank D and transport it opposite the dies of the station 14.
In the latter, shown in FIGS. 3 and 7, a finished part is formed E. The upper surface of the head is bevelled;., The not yet filled portions of the head are perfectly formed and the circular locking shoulder is compressed radially until with a diameter substantially equal to the distance between the parallel sides of the head.
A sleeve 91 is mounted on a support 92 and presses against a filling element 93. An opening 94 in the sleeve 91 has a diameter dimensioned so as to receive the rod 44 of the blank D with a slight play. opening 94 has a conical portion 96 at its front end to facilitate guiding of the rod and to receive, moreover, the conical section 44a of the blank D. The sleeve 91 further has a radial face 97 which projects beyond the end of support 92 (fig. 7).
The polygonal housing is formed by the die which is mounted on the movable head; this matrix com takes a sleeve 98 having -a poly gonal cavity 99 and an internal sleeve 101 fitted to the cavity 99 and provided with a front face 102 the shape of which is such as to allow the beveling of the head of the blank . A locking bar 103 is placed so that its front face 104 is flush with the face 103 of the sleeve 101.
The face 102 of the inner sleeve 101 has flanges 106 which extend around its periphery and are adjacent to the corners of the housing 99.
As the blank D has a round housing 87, the first contact between the stamping tool placed on the movable head and the upper face of the head of the blank takes place in the vicinity of the corners of the housing 99. It As a result, the stamping force is applied first in an area of the polygonal head adjacent to the corners of the housing 99, which locates the force exerted so as to force the material of the head to Huer to fill completely. ment the rest of the edges and the bevelled part as seen in fi-. 12.
When the thrust of the tool is completed, the upper face of the head is flat in any area located inside said bevel. The flow of metal which allows the flattening of this front face. does not cause high pressure in the central zone adjacent to the locking bar 103, since this zone corresponds to that of the maximum depth of the housing 87.
The locking bar 103 therefore does not withstand great forces - and the end face does not undergo any deterioration such as that which could be observed at the joints between the bar 103 and the sleeve 101 if the forces applied were significant.
The front end of the support 92 is set back from the face of the support 6 so that the end face 97 of the sleeve 91 extends forward of the plane of the front face of the die support as it is. defined in the other stations.
This advancement of the face. 97 allows the front face of the sleeve 98 to extend inside the face 97 when the movable head 7 is in its extreme front position (Fig. 6). Thus, the head of the blank D is completely clamped radially by the sleeve 98 before the stamping takes place, which prevents any distortion or crushing of the sharp angles formed in the vicinity of the lower face in the station 13.
The housing 99 has dimensions such that it exactly encloses the head of the blank B and thus prevents any deformation of the sections already formed. In practice, the distance between the parallel sides of the cavity 99 must not exceed the distance between the parallel sides of the blank D by more than 1%.
A chamfer 116 is formed at the front end of the sleeve 98 in order to facilitate the guiding of the head in the housing 99. This chamfer cooperates with the rounded angles of the upper face of the blank D but it is located beyond the underside of the head as the stamping forces are applied.
The axial height of the circular projection 84 is greater than that of the shoulder 108 when the latter is completed. Thus, the reflux of the metal causes a complete filling of the lower angles of the blank D and there remains sufficient material to form this shoulder.
During stamping at station 14, the height of protrusion 84 decreases and metal flows radially until the diameter of the circular shoulder is equal to the distance between the flats of the head.
Further, the periphery of this shoulder during this operation assumes a substantially cylindrical shape, because the circular portion 84 is shaped with a curved outer surface in lactation 13, the shoulder must be radially moved and brought in. to a cylindrical shape avoiding the formation of cold cracks. It has been found that a bolt blank formed as described above has a structure whose fineness corresponds to what is desired and a high strength.
The use of station 13 to complete the filling of the lower corners, and of station 14 to complete that of the upper mangles, ensures the formation of a polygonal head which is completely filled and without cracks.
The lock bar 109 is adjusted in station 14 so that its front end is some distance from shoulder 44 during the stamping operation;
as the movable head moves rearwardly, bar 109 and bar 103 move forward ejecting a blank from the die. After station 14, there is no more stamping operation, so that it is not necessary to maintain the exact orientation of the blank during this ejection. The end face 111 of the bar 99 therefore does not have a lug.
During;. the ejection of the blank in the station 14 it is gripped by transfer members which bring it into a tube which the blanks pass through successively to reach the locations of the following operations such as pointing and threading.
Fig. 13 shows a second embodiment which is used to form shank blanks of which a portion of the rod does not have a thread. The cutting station is not shown.
It is identical to that of FIG. 3. In this figure, the same reference signs will be used to designate the same parts as in the first embodiment: provided with an index '.
In the first station 11 ', the blank is extruded and the ends are crushed. A die 41 'having an inlet opening 41d and an extrusion cone 4.1c' is mounted in the die holder. Tool 36 'comprises a sleeve 37' having an opening 37â and a punch 38 ', the front end of which is <RTI
ID = "0005.0123"> set back from that of the opening 37d so as to delimit a guide housing which engages on the outer end of the blank and the guide while it is sent into the die 41 '.
In the second station 12 ', the sleeve 46' differs from the sleeve 46 in that it has at its front end an opening 46c 'limited internally by a conical portion 46b'. As a result, the blank B 'is introduced into the sleeve 46 to a united position in which a part of the non-extradited portion is located beyond the polygonal matrix 45'.
After stamping in this station, the blank C 'includes. an extruded rod 44 ', a -conical shoulder 44d and a portion of non-extruded rod 44b'. The head 47 'is approximately polygonal, but its edges and its angles are not filled.
In station 13 ', the sleeve 52' differs from the sleeve 52 in that it comprises a cylindrical opening 52d whose diameter is adjusted to the non-extruded portion 44b 'and whose weight length is greater than that of this portion,
rowan that a clearance remains between the frustoconical section 44d and the frustoconical section 52b '. This clearance has the effect of preventing any work on the rod during the operation carried out in the station 13 '.
The bar 73 'is arranged so that play remains at its rear end, and thus exerts no force on the end of the rod 44'.
Die 52 'is also arranged so as to locate the stamping pressure at the ridges of the underside of the head so as to produce complete filling of the angles and ridges of this head situated in the vicinity of the underside as in fig. 3.
In the station 14 ', the sleeve 91' also comprises a cylindrical portion 91a receiving the non-extruded portion 44b '. This cylindrical opening 91d is also longer than the part 44b 'of the rod, which avoids any stress on the rod during the operation carried out in this station.
In addition, the bar 109 'is also located behind the end of the rod.
The sleeve 91 'cooperates with tools mounted on the movable head so as to complete the locking shoulder and to form the bevel of the head completely filling the angles and the upper ridges of the head.
Fig. 14 shows a third embodiment of the machine described. This is used to form the long shank bolts. The cutting station is not shown. The length of the bar segment is naturally adjusted to provide a volume of
sufficient material. The elements corresponding to those in fig. 3 are designated by the same reference signs provided with the index ".
In this embodiment, the extrusion of the threaded part of the rod does not take place in the first station 11 ".
Also, the sleeve 41 "has a cylindrical opening 41f". The operation performed in the first station 11 "serves only to crush the ends of the rod segment intended to form the bolt by axial compression between the rods 38" and 42 ".
The wall of opening 41f "and opening 37a 'provides lateral positioning of the blank so that no stamping occurs during this operation.
In the second station 12 ", a head 47" of approximately polygonal shape is formed. The retaining tool 50 "also has a lug 50b" which forms a groove in the end face of the rod so as to prevent any rotation of the blank during ejection.
As the blank does not undergo extrusion in station 11 ", the die elements of station 12" have a central passage whose diameter is approximately equal to that of the rod and which surrounds the latter during stamping.
The blank C "is then transferred to the third station 13" in which the adjacent angles and edges. at the underside of the head are filled in as in the first embodiment. In this station 13 ", the die elements also have a straight opening 54" since the rod does not undergo extrusion.
It is only in the last station 14 "that the rod of the blank is extruded to form a portion of reduced diameter intended to be threaded. A die <B> 111" </B> having an extrusion cone 112 "is mounted in this station.
As the movable head carries a polygonal die 98 "in which is housed an internal sleeve 101 ', the head of the blank B" is placed inside a cavity 99 "during the stamping operation. and the rod of the preform is pushed into the sleeve 91 "and through the extrusion cone 112". As the advancing movement of the movable head continues, the rod is forced through the die and a form is formed. extruded part 44 ".
When the anterior face 97 "comes into contact with the annular protrusion 84" on the reverse side of the head, the head bevelling operation begins and the ridges as well as the top angles fill in and the circular shoulder 108 "s. 'widens radially.
In the two embodiments of FIGS. 13 and 14, the implementation is in substance the same as in the embodiment of da fig. 3. Only the ways in which the rods are formed differ, this being due to the fact that the rods themselves are different.
In some cases, it is desirable to combine the operations performed in the first and second station and to extrude the rod by shaping the polygonal head blank in a single station.
This makes it possible to reduce the number of stations to three. In this case, it is possible to use a machine such as partially shown in FIG. 15 which includes an apparatus replacing stations 11 and 12 of FIG. 3. In this case, the punches and dies of stations 13 and 14 remain unchanged.
In the embodiment shown in FIG. 15, the blank is transferred from the cutting station to a position facing the tools and dies of the first station of FIG. 15.
The die support then carries a polygonal die 112 and an extrusion die 113. The front end 114 of this die cooperates with the die 112 to define a polygonal cavity. The die 113 comprises a cone 116 which extends to a circular ridge 117.
The mobile tool 118 comprises a sleeve 119 carrying a punch 121 whose outer surface 133 is polygonal and fitted to the polygonal die 112. A central piston 123 passes through the punch and has a front face 124 situated slightly behind the end. punch 121 so as to form a guide housing which engages on the end of the blank when the movable head presses the latter through the die
extrusion.
By the time the workpiece has been extruded through die 117 for a length sufficient to form a bolt rod, this rod reaches a locking bar 126 which prevents it from moving any further and therefore stops the workpiece from moving any further. extrusion of the material of the part I> A through the die 42.
Here also the locking bar has a lug 127 which forms a groove at the end of the rod to prevent any rotation of the blank during its ejection. As the tool 126 continues to move through the die, the part material contained in this die 112 is stamped and forms an approximately polygonal shaped head blank. This blank comprises a rod 128 whose diameter is smaller than the initial diameter of the part,
a head of approximately polygonal shape 129 and a cylindrical projection 131 coaxial with the rod 128. This projection results from the filling of the recess formed at the end of the tool 121 and intended to guide the material of the head during, the extrusion.
The blank formed in the station of FIG. 15 is then transferred to a station similar to station 13 of the embodiment of FIG. 3.
In this station 13, the projection 131 is crushed during the complete filling of the interior angles and ridges so that the blank produced is then similar to the blank D of the first embodiment.
In all of the embodiments described, the polygonal head of the blank is formed without removing material. By first forming an approximately polygonal head whose angles and edges are not filled, excessive pressures are avoided.
In the following operations, the dies are arranged so that the stamping forces are applied to an end face adjacent to the angles and ridges of the initially formed head so that the material flows into the angles and ridges adjacent to that face. frontal.
Then, it is the opposite extreme face and subjected to a given force, the latter also being located in the vicinity of the angles and edges,
so that the latter fill up completely. The method and the apparatus described therefore avoid the use of significant lateral creep at the ends of the stamped portions. The pressures required to form the polygonal head are much lower than if
the stamping took place under the effect of forces applied to the center of the blank. The tool life is long enough to allow interesting production.