Procédé pour la perforation d'ébauches et machine pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un pro cédé pour la perforation d'ébauches par poin çonnage, consistant à maintenir la périphérie d'une ébauche contre toute possibilité de dé formation dans le sens radial, sous l'effet du poinçonnage,
à refouler à froid la partie cen trale de l'ébauche formant noyau en faisant avancer un poinçon longitudinalement à l'in térieur de l'ébauche sur une longueur infé rieure à la longueur totale de celle-ci pour dé tacher le noyau de l'ébauche et en continuant l'avancement du poinçon jusqu'à ce .que le noyau ainsi formé puisse s'appuyer par @ une carne contre un épaulement pour -faire bascu ler le noyau et le dégager de l'extrémité du poinçon et finalement à faire sortir le poinçon de l'ébauche perforée.
Ce procédé est particulièrement avantageux dans le cas où le diamètre du trou à percer est relativement grand par rapport au diamètre de l'ébauche, car, dans un tel cas, on se trouve généralement en présence de difficultés dues à la déformation permanente de l'ébauche pro voquée par le poinçonnage.
L'invention a en outre pour objet une ma chine pour la mise en #uvre de ce procédé, cette machine comprenant une pièce d'appui pour l'ébauche et un poinçon susceptible de recevoir un mouvement alternatif,- caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre un man chon de serrage disposé coaxialement par rap- port à la pièce d'appui et au poinçon, suscep tible de coulisser par rapport à la pièce d'appui et destiné à s'appliquer autour de la périphérie de l'ébauche à perforer pour l'empê cher de se déformer dans le sens radial, la pièce d'appui étant alésée longitudinalement pour recevoir et évacuer le noyau détaché de l'ébauche par le poinçon,
des moyens pour pousser le manchon de serrage et dégager l'ébauche de ce manchon au fur et à mesure de l'avancement du poinçon, et d'autres moyens agissant sous l'action de l'avancement du poinçon pour détacher le noyau de l'ébau che maintenue-dans le manchon de serrage.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une mise en aeuvre du procédé et une- forme d'exécution de la machine, objets de l'invention.
La fig. 1 est une coupe simplifiée de cette forme d'exécution de la machine, formant une poinçonneuse à froid.
La fig. 2 est une vue à plus grande échelle et en élévation d'un poinçon et de doigts de transfert servant à amener'l'ébauche devant le poinçon.
Les fig. 3 à 6 représentent différents orga nes de la poinçonneuse en différentes positions de fonctionnement. La poinçonneuse représentée comprend un bâti 10 (fig. 1) présentant des guides 11 le long desquels un coulisseau S peut se déplacer d'un mouvement de va-et-vient sous l'action d'un vilebrequin 12 tourillonnant dans lé bâti et en traînant ledit coulisseau par l'intermédiaire d'une biellette 13 pivotant sur le coulisseau en 14, Le vilebrequin 12 porte également une came C commandant le mécanisme assurant le dégagement de l'ébauche O par rapport à un poinçon P se déplaçant solidairement avec le coulisseau,
ce mécanisme fonctionnant à la fin de poinçonnage, comme il sera décrit ci-après. Dans le coulisseau S est vissé, comme repré senté en fig. 2 et 3, un manchon extérieur 31 maintenant une douille 32 portant à l'avant des doigts 33 dépassant ledit manchon 32. Un manchon 24, servant à dégager l'ébauche du poinçon et commandé par la came, entoure le poinçon et peut coulisser entre ledit poinçon et la douille 32, le poinçon et la douille étant tous les deux fixés au coulisseau.
En effet, le poin çon P est maintenu dans le coulisseau par un manchon intérieur 34 s'appliquant sur un col let 35 du poinçon; l'ensemble du poinçon, du manchon de maintien 34 et de la douille 32 étant assujetti dans le manchon extérieur 31 par un bouchon 36 et un coin de serrage 23 appliquant les différents organes à l'intérieur du manchon extérieur 31 vissé, comme il a été dit, dans le coulisseau S.
Un poussoir 25, logé dans le bouchon 36 et susceptible de coulisser dans ce dernier, porte des tiges 37 dirigées vers l'avant et traversant des passages ménagés dans le bouchon 36 et dans le manchon de maintien 34 pour venir agir sur l'extrémité ar rière 38 du manchon de dégagement 24.
Sur le bâti 10, et en regard de l'extrémité avant du coulisseau, est fixée une pièce d'ap pui tubulaire 51 pour l'ébauche, cette pièce étant montée dans une matricè amovible D disposée dans un bloc de matriçage 26. Un manchon extérieur en métal trempé 41 formant une partie de cette matrice est calé dans le bloc 26 et reçoit à coulissement un -manchon de serrage de l'ébauche 43, ce manchon 43 étant porté par un manchon coaxial extérieur 42 ; le manchon de serrage 43 sert ainsi à saisir la périphérie de l'ébauche et forme la matrice proprement dite. L'ensemble de la matrice D est maintenu dans le bloc 26 par des pattes amovibles étroites 44 boulonnées sur la face arrière du manchon 41.
Les manchons de ma trice 42 et 43 sont poussés contre ces pattes 44 par des poussoirs 46 sur lesquels agissent des ressorts de compression 47 logés dans des chambres 48 du manchon extérieur 41 de la matrice. La pièce d'appui 51, destinée à main tenir l'ébauche à l'intérieur du manchon 43 devant le poinçon P, est disposée suivant l'axe de la matrice et présente un alésage 53 destiné à recevoir le noyau détaché de l'ébauche. Cet alésage est légèrement désaxé et présente, dans sa partie la plus voisine de l'axe de la matrice, près de l'extrémité arrière du tube, un évase ment formant un épaulement ou arête 54. L'extrémité arrière de cet alésage présente sur une partie de sa périphérie un ressaut 52 des tiné à recevoir le noyau détaché de l'ébauche.
D'autre part, le mécanisme précité com mandé par la came C comprend un galet 16 maintenu au contact de la came par un bras 17 portant ce galet et articulé en 18 sur le bâti 10, ce bras étant soumis à l'action d'un ressort de traction 19 dont une extrémité est fixée à une pièce fixe et l'autre extrémité à une pièce solidaire d'une tige articulée sur le bras 17 de manière à appliquer constamment le galet 16 sur la came. Le bras 17 commande une tige 21 susceptible de coulisser longitudinalement dans le coulisseau S et s'appliquant en permanence contre le poussoir 25 décrit ci-dessus pour ac tionner par l'intermédiaire de ce dernier le manchon de dégagement 24 se déplaçant lon gitudinalement dans le coulisseau.
Le fonctionnement est analogue à celui des poinçonneuses habituelles. On amène l'ébau che O, par l'intermédiaire de doigts de trans fert T, devant le manchon de serrage 43 de la matrice. Le coulisseau avance ensuite de ma nière que l'extrémité avant du poinçon vienne au contact de l'ébauche O (fig. 3) et chasse celle-ci à l'intérieur du manchon de serrage 43 maintenu en place par les ressorts 47 agissant sur les poussoirs 46.
D'autre part, comme on le voit sur la fig. 1, le contour de la came est tel que, pendant le déplacement du coulisseau vers l'avant, le bossage 1 de ladite came se trouve au contact du galet 16 et que le man chon de dégagement 24, commandé par la came par l'intermédiaire de la tige 21, soit obligé à se déplacer avec le coulisseau pendant sa course vers l'avant. Le coulisseau arrive ainsi dans la position représentée en fig. 3, pour laquelle le poinçon P est venu au contact de l'ébauche et l'a poussée contre la pièce d'ap pui tubulaire 51.
Le coulisseau continuant à avancer, le poinçon pénètre dans l'ébauche et refoule la partie centrale 60 formant noyau de celle-ci, comme représenté en fig. 4. La disposition des organes et la longueur des doigts 33 solidaires de la douille 32 et du poinçon sont telles que lorsque le noyau 60 a été ainsi séparé de l'ébauche, les doigts 33 se trouvent au contact du manchon de serrage 43. On voit en fig. 4 que l'ébauche est saisie et maintenue "extérieu rement par ce manchon 43 pendant le poin çonnage, de telle sorte que cette ébauche ne peut se déformer dans le sens radial.
Le coulisseau continuant encore à avan cer, le poinçon P refoule le noyau 60 vers l'ar rière de l'ébauche poinçonnée OI (fig. 5) pen dant que les doigts 33 repoussent les manchons de matrice 42, 43 à l'encontre de l'action des ressorts 47. Le poinçon, en avançant, égalise et rectifie la surface intérieure du trou qu'il a percé. Comme on le voit sur les fig. 4 et 5, les organes peuvent être disposés de telle ma nière que le manchon de serrage repoussé par les doigts 33 ne soit au contact de la périphé rie de l'ébauche qu'en regard de la tête 61 du poinçon et en avant de cette tête.
Lorsque le poinçon est arrivé au bout de sa course, une partie de la face avant du noyau 60 vient au contact de l'épaulement 54 formé à l'intérieur de la pièce tubulaire d'appui 51, ce qui fait basculer ledit noyau qui s'écarte nette ment de l'extrémité libre du poinçon à laquelle il tendrait à se fixer ou à se souder sous l'effet des pressions élevées appliquées au cours du poinçonnage. Le poinçon continue à avancer un peu au delà de la position représentée en fig. 5 et cela jusqu'à ce que sa tête 61 ait dé- passé légèrement l'extrémité avant du perçage produit dans l'ébauche.
Le coulisseau revient ensuite dans sa position arrière représentée en fig. 6, pour laquelle le poinçon a retiré l'ébau che de la matrice.
Au début de ce mouvement de recul, le manchon de dégagement 24 se déplace solidai rement avec le coulisseau en raison de ce que le profil du bossage 2 de la came C permet au galet 16 de se déplacer vers l'arrière pendant que le coulisseau recule. Mais il arrive un mo ment où le bossage suivant 3 s'engage sous le galet 16 et le profil de ce bossage est sensible ment un cercle tracé autour de l'axe de rota tion du vilebrequin 12, de telle sorte qu'à par tir de ce moment le poussoir 25 et le manchon de dégagement 24 restent à peu près fixes pen dant que le coulisseau et le poinçon continuent à reculer.
Il en résulte que le poinçon P se re tire de l'ébauche qui est maintenue immobile par l'extrémité avant du manchon de dégage ment 24 ainsi immobilisé. On remarquera que le dégagement de l'ébauche du poinçon s'ef fectue lorsque l'ébauche a déjà quitté les doigts de transfert T et qu'elle n'est plus main tenue par le manchon de serrage, de telle sorte qu'il n'y a plus de risque d'une déformation permanente de l'ébauche et que l'usure du poinçon est très réduite. Lorsque l'ébauche a ainsi quitté le poinçon, la partie concave 4 dû profil de la came C permet au galet 16 de re culer de telle sorte que l'ensemble du méca nisme de dégagement comprenant le manchon de dégagement 24 recule désormais avec le coulisseau et le poinçon.
Bien entendu, la came montée sur le vile- brequin et destinée à assurer le dégagement de l'ébauche perforée peut être remplacée par tout autre dispositif équivalent permettant d'ob tenir ce dégagement en agissant indépendam ment du déplacement du poinçon.
On voit que le procédé et la poinçonneuse décrits permettent de percer des ébauches à paroi mince sans aucun risque d'une déforma tion permanente de l'ébauche. En même temps, le dégagement du poinçon est assuré après que l'ébauche est sortie du manchon de serrage 43, ce qui assure au poinçon une durée de service beaucoup plus longue.
De même, il est impos sible que le noyau refoulé par le poinçon soit ramené avec le poinçon et l'ébauche après sa formation en raison des moyens prévus pour évacuer le noyau par l'alésage ménagé dans la pièce d'appui de l'ébauche, aussitôt après le poinçonnage. Enfin, le poinçon se retire auto matiquement de l'ébauche poinçonnée lorsque celle-ci est revenue en dehors de là zone occu pée par la matrice et par les doigts de transfert de telle sorte qu'aucun choc avec ces dernières pièces n'est à redouter.
Method for perforating blanks and machine for implementing this process The present invention relates to a process for perforating blanks by punching, consisting in maintaining the periphery of a blank against any possibility of die-casting. forming in the radial direction, under the effect of punching,
cold upsetting the central part of the core blank by advancing a punch longitudinally inside the blank over a length less than the total length thereof to detach the core from the core. roughing and continuing the advance of the punch until the core thus formed can be supported by a carne against a shoulder to tilt the core and release it from the end of the punch and finally to make remove the punch from the perforated blank.
This method is particularly advantageous in the case where the diameter of the hole to be drilled is relatively large compared to the diameter of the blank, since, in such a case, one is generally in the presence of difficulties due to the permanent deformation of the blank produced by punching.
The invention further relates to a machine for implementing this method, this machine comprising a support part for the blank and a punch capable of receiving a reciprocating movement, - characterized in that it further comprises a clamping sleeve disposed coaxially with respect to the bearing part and the punch, capable of sliding relative to the bearing part and intended to be applied around the periphery of the blank to be perforated to prevent it from deforming in the radial direction, the support piece being bored longitudinally to receive and remove the core detached from the blank by the punch,
means for pushing the tightening sleeve and disengaging the blank from this sleeve as the punch advances, and other means acting under the action of the advancement of the punch to detach the core from the 'blank held in the clamping sleeve.
The accompanying drawing represents, by way of example, an implementation of the method and un- embodiment of the machine, objects of the invention.
Fig. 1 is a simplified section of this embodiment of the machine, forming a cold punching machine.
Fig. 2 is a view on a larger scale and in elevation of a punch and transfer fingers serving to bring the blank in front of the punch.
Figs. 3 to 6 show different parts of the punch press in different operating positions. The punching machine shown comprises a frame 10 (FIG. 1) having guides 11 along which a slide S can move in a reciprocating motion under the action of a crankshaft 12 journalled in the frame and in dragging said slide by means of a rod 13 pivoting on the slide at 14, The crankshaft 12 also carries a cam C controlling the mechanism ensuring the release of the blank O relative to a punch P moving integrally with the slide ,
this mechanism functioning at the end of punching, as will be described below. In the slide S is screwed, as shown in fig. 2 and 3, an outer sleeve 31 maintaining a sleeve 32 carrying at the front of the fingers 33 projecting said sleeve 32. A sleeve 24, serving to release the blank from the punch and controlled by the cam, surrounds the punch and can slide between said punch and sleeve 32, both punch and sleeve being attached to the slider.
In fact, the punch P is held in the slide by an internal sleeve 34 which is applied to a neck let 35 of the punch; the assembly of the punch, of the retaining sleeve 34 and of the sleeve 32 being secured in the outer sleeve 31 by a plug 36 and a tightening wedge 23 applying the various members inside the screwed outer sleeve 31, as it has been said, in the slide S.
A pusher 25, housed in the stopper 36 and capable of sliding in the latter, carries rods 37 directed towards the front and passing through passages made in the stopper 36 and in the retaining sleeve 34 to act on the rear end. rière 38 of the release sleeve 24.
On the frame 10, and facing the front end of the slide, is fixed a tubular support part 51 for the blank, this part being mounted in a removable die D arranged in a die block 26. A sleeve tempered metal outer 41 forming part of this die is wedged in block 26 and slidably receives a clamping sleeve of the blank 43, this sleeve 43 being carried by an outer coaxial sleeve 42; the clamping sleeve 43 thus serves to grip the periphery of the blank and forms the actual die. The whole of the die D is held in the block 26 by narrow removable tabs 44 bolted to the rear face of the sleeve 41.
The die sleeves 42 and 43 are pushed against these tabs 44 by pushers 46 on which the compression springs 47 act, housed in chambers 48 of the outer sleeve 41 of the die. The support part 51, intended to hold the blank inside the sleeve 43 in front of the punch P, is arranged along the axis of the die and has a bore 53 intended to receive the core detached from the blank. . This bore is slightly off-center and has, in its part closest to the axis of the die, near the rear end of the tube, a flare forming a shoulder or ridge 54. The rear end of this bore is present on part of its periphery a projection 52 of the tiné to receive the core detached from the blank.
On the other hand, the aforementioned mechanism controlled by the cam C comprises a roller 16 held in contact with the cam by an arm 17 carrying this roller and articulated at 18 on the frame 10, this arm being subjected to the action of a tension spring 19, one end of which is fixed to a fixed part and the other end to a part secured to a rod articulated on the arm 17 so as to constantly apply the roller 16 on the cam. The arm 17 controls a rod 21 capable of sliding longitudinally in the slide S and permanently pressing against the pusher 25 described above in order to actuate the release sleeve 24 by means of the latter, moving longitudinally in the slide.
The operation is similar to that of the usual punching machines. The blank che O is brought by means of transfer fingers T, in front of the clamping sleeve 43 of the die. The slider then advances so that the front end of the punch comes into contact with the blank O (fig. 3) and drives the latter inside the tightening sleeve 43 held in place by the springs 47 acting on it. the pushers 46.
On the other hand, as seen in fig. 1, the contour of the cam is such that, during the displacement of the slide forwards, the boss 1 of said cam is in contact with the roller 16 and that the release sleeve 24, controlled by the cam by the intermediate of the rod 21, is forced to move with the slide during its forward stroke. The slide thus arrives in the position shown in FIG. 3, for which the punch P came into contact with the blank and pushed it against the tubular support part 51.
The slide continuing to advance, the punch enters the blank and pushes back the central part 60 forming the core thereof, as shown in FIG. 4. The arrangement of the members and the length of the fingers 33 integral with the sleeve 32 and the punch are such that when the core 60 has been separated from the blank in this way, the fingers 33 are in contact with the tightening sleeve 43. It is then see in fig. 4 that the blank is gripped and held "externally by this sleeve 43 during punching, so that this blank cannot be deformed in the radial direction.
The slide still continuing to advance, the punch P pushes the core 60 towards the rear of the punched blank OI (fig. 5) while the fingers 33 push back the die sleeves 42, 43 against the action of the springs 47. The punch, while advancing, equalizes and rectifies the interior surface of the hole which it has drilled. As seen in Figs. 4 and 5, the members can be arranged in such a way that the clamping sleeve pushed back by the fingers 33 is in contact with the periphery of the blank only facing the head 61 of the punch and in front of this head.
When the punch has reached the end of its stroke, part of the front face of the core 60 comes into contact with the shoulder 54 formed inside the tubular bearing part 51, which causes said core to tilt which s 'Clearly away from the free end of the punch to which it would tend to attach or weld under the effect of the high pressures applied during punching. The punch continues to advance a little beyond the position shown in fig. 5 and this until its head 61 has slightly exceeded the front end of the bore produced in the blank.
The slide then returns to its rear position shown in FIG. 6, for which the punch has withdrawn the blank che from the die.
At the start of this backward movement, the release sleeve 24 moves solidly with the slider because the profile of the boss 2 of the cam C allows the roller 16 to move rearward while the slider is moving backwards. . But there comes a time when the next boss 3 engages under the roller 16 and the profile of this boss is substantially a circle drawn around the axis of rotation of the crankshaft 12, so that by shooting from this moment the pusher 25 and the release sleeve 24 remain roughly stationary while the slider and the punch continue to move back.
As a result, the punch P is pulled back from the blank which is held stationary by the front end of the release sleeve 24 thus immobilized. It will be noted that the release of the blank from the punch takes place when the blank has already left the transfer fingers T and it is no longer held by the clamping sleeve, so that it does not There is more risk of a permanent deformation of the blank and that the wear of the punch is very reduced. When the blank has thus left the punch, the concave part 4 of the profile of the cam C allows the roller 16 to move back so that the whole of the release mechanism comprising the release sleeve 24 now moves back with the slide. and the punch.
Of course, the cam mounted on the crankshaft and intended to ensure the release of the perforated blank can be replaced by any other equivalent device making it possible to obtain this release by acting independently of the movement of the punch.
It can be seen that the method and the punching machine described make it possible to pierce thin-walled blanks without any risk of permanent deformation of the blank. At the same time, punch clearance is ensured after the blank has exited from the clamping sleeve 43, which gives the punch a much longer service life.
Likewise, it is impossible for the core driven back by the punch to be brought back with the punch and the blank after its formation because of the means provided for removing the core through the bore made in the support part of the blank. , immediately after punching. Finally, the punch is automatically withdrawn from the punched blank when the latter has returned outside the zone occupied by the die and by the transfer fingers so that no impact with these latter parts is to be missed. to dread.