Machine pour forger, à froid, des pièces métalliques creuses L'invention a pour objet une machine pour forger, à froid, des pièces métalliques creuses, notamment pour fabriquer des vis à tête creuse. Elle a pour but de perfectionner le mécanisme arracheur qui sert à dégager la tête creuse du poinçon qui a servi à la formation du creux, ce mécanisme étant analogue à celui décrit dans le brevet 294775 déposé le 2 mai 1950 au même nom.
Suivant la présente invention, la machine pour forger, à froid, des pièces métalliques creuses, comprend un bâti supportant un bloc de matriçage et un coulisseau entêteur pouvant glisser dans le bâti et adapté à un coulissement de va-et-vient, suivant un mouvement alternatif, par rapport au bloc de matriçage, et comprend, de plus, un manchon porte-matrice montré sur ledit coulisseau entêteur et qui peut en partie embrasser une ébauche disposée dans le bloc de matriçage;
la machine comporte en outre un manchon arracheur glissant sur le coulisseau entêteur dans ledit manchon porte-matrice et un outil poinçonneur monté de façon à pouvoir glisser sur ledit coulisseau entêteur et suscep tible d'entrer, pendant l'avancement du coulis seau entêteur, dans la partie de l'ébauche dis posée dans le manchon porte-matrice; cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend:
une bielle de commande articulée au coulisseau entêteur et susceptible de tenir l'outil poinçon- neur et le manchon arracheur pratiquement stationnaires par rapport à la matrice pendant la première partie du mouvement de recul du coulisseau entêteur; une saillie placée sur le coulisseau entêteur engageant une partie du manchon porte-matrice pour retirer celui-ci de l'ébauche durant la première partie du mouve ment de recul du coulisseau entêteur et pour le dégager;
un bloc monté sur le coulisseau entê- teur pour retirer l'outil poinçonneur de l'ébauche durant une deuxième phase du mouvement de recul du coulisseau entêteur; et une série d'or ganes de commande opérant en synchronisme avec le coulisseau entêteur et actionnant le manchon arracheur de manière que le mouve ment du manchon arracheur soit en retard par rapport au mouvement dudit coulisseau entê- teur. Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe partielle, le cou- lisseau entêteur et le mécanisme arracheur quand le coulisseau occupe sa position extrême vers l'avant.
La fig. 2 montre, semblablement, le même dispositif après que l'ébauche est dégagée hors de la matrice de retenue et avant que le poin çon ait été dégagé.
Le fig. 3 montre, semblablement, le même dispositif après que l'opération d'arrachement a eu lieu.
Les fig. 4, 5 et 6 montrent, à plus grande échelle et respectivement en coupe suivant 4-4 de la fig. 1, en coupe suivant 5-5 de la fig. 2 et en coupe suivant 6-6 de la fig. 3, des détails du mécanisme arracheur.
Un coulisseau entêteur 10 est monté sur un bâti de manière à pouvoir être écarté et rap proché, suivant un mouvement de va-et-vient, d'un bloc de matriçage 11. Un bossage 12 est fixé sur la face avant du coulisseau 10 et com porte un alésage 13 dans lequel est logé un manchon porte-matrice 14. Pour l'exemple montré, ce manchon 14 peut se déplacer, suivant un mouvement axial limité, par rapport au bossage 12 et il comporte un ergot 15 qui peut venir en contact avec un épaulement radial 16 du bossage 12 pour limiter le mouvement axial vers l'avant.
Le bossage 12 comprend une entrée d'air comprimé 17 qui débouche dans une gorge annulaire 18 laquelle, de pair avec la face arrière du manchon 14, forme un moteur pneu matique par lequel le manchon 14 est maintenu à sa position avancée avec l'ergot 15 en contact avec l'épaulement 16. Cette disposition parti culière est avantageuse quand on veut forger des articles creux car elle permet que le manchon porte-matrice vienne entourer la tête de l'é bauche avant que le-forgeage ait lieu. La partie avant du manchon 14, voisine du bloc de matri çage 11, comporte un trou 19 propre à recevoir un manchon arracheur 21.
Celui-ci peut coulis ser axialement dans ce trou et il comporte à l'arrière un rebord périphérique 22 qui vient buter contre la face 23 du manchon 14 en limi tant ainsi le mouvement axial par rapport à celui-ci. Un poinçon 24 peut coulisser axiale- ment dans le manchon 21 et est monté, à son extrémité arrière, dans un bloc 26 qui peut coulisser dans un alésage 27, de plus grande sec tion, du manchon 14. La face avant 28 du bloc 26, en venant en contact avec un épaule ment radial 29 du manchon 14, limite le mouve ment d'avancement du bloc 26 et, par consé quent, celui du poinçon 24.
Le montage du poinçon 24 dans le bloc 26 est tel que ce dernier limite le mouvement d'avancement du poinçon mais ne transmet aucune poussée vers l'avant pendant le forgeage. Un deuxième bloc 31 bute contre la face arrière du premier bloc 26 et sur la face arrière du poinçon 24 et transmet la poussée vers l'avant du poinçon pendant le for geage. Un bouchon 32 se trouve directement derrière le deuxième bloc 31 et bute, par sa face arrière, contre un coin 33. Pendant le forgeage, la poussée vers l'avant est transmise, depuis le coulisseau, par le coin 33 au bouchon 32 qui, à son tour, transmet l'effort, par l'intermédiaire du deuxième bloc 31, au poinçon 24.
Le manchon arracheur 21 est relié à deux leviers de commande 34 qui font avancer le manchon par un groupe d'organes coulissants qui sont intercalés entre lesdits leviers 34 et ledit manchon 21. Un deuxième groupe d'or ganes coulissants est intercalé entre le deuxième bloc 31 et un levier de commande 36 du poin çon 24 pour transmettre la poussée vers l'avant depuis ce levier 36 au deuxième bloc 31 et, par conséquent, au poinçon 24 pendant l'opération d'arrachage.
Le groupe d'organes coulissants, disposés entre le manchon arracheur 21 et les leviers 34, est constitué par plusieurs doigts 37, répartis régulièrement sur la face arrière du manchon 21, ces doigts étant logés dans des passages qui traversent les deux blocs 26 et 31 du poinçon et venant buter contre un tube arracheur 38 dis posé à l'autre extrémité du manchon. Ces pas sages, percés dans les deux blocs 26 et 31, consti tuent des guides pour les doigts 37, ces guides n'empêchant pas le mouvement axial de ces doigts par rapport auxdits blocs. Le tube 38 bute, à son tour et par son extrémité arrière, contre plusieurs doigts 39 qui servent à faire avancer le manchon arracheur 21.
Ces doigts 39 butent contre les leviers 34 qui font avancer le man chon et complètent ainsi la série des organes coulissants qui transmettent la poussée, exercée par les leviers 34, au manchon arracheur 21.
Le deuxième groupe d'organes coulissants transmet la poussée depuis le levier de com mande 36 au poinçon 24 et comprend une tige 41 qui peut coulisser dans le tube arra cheur 38 et qui bute, par son extrémité avant, contre le deuxième bloc 31. Un bloc intermé diaire 42 est placé entre la tige 41 et le levier de commande 36 et il est percé de trous dans lesquels sont logés les doigts 39 susdits pour guider ceux-ci sans empêcher leur mouvement axial. Le tube 38 et le bloc intermédiaire 42 peuvent coulisser dans un passage percé dans le coulisseau entêteur 10 sans être gênés par celui-ci dans le sens axial.
Le tube 38 et le bloc intermédiaire 42 ont des dimensions telles que, lorsque les doigts 39 ne dépassent pas hors du bloc 42, ce bloc vient en contact avec le tube 38 et fait avancer celui-ci avec la tige 41. Ce dispositif permet de faire avancer à la fois le poinçon et la commande de l'arracheur si on le désire.
Comme le manchon porte-matrice 14 com porte un trou conique 61, on donne à la tête de l'ébauche 56, par étirage, une forme cylin drique dont le diamètre correspond au petit diamètre du trou 61 pendant l'opération d'arra chage. Pour cette raison, il est nécessaire que le mécanisme arracheur puisse supporter des charges relativement grandes.
Les leviers de commande 34 et 36 sont arti culés en 43 au coulisseau entêteur et comportent des faces profilées le long desquelles peut rouler un galet 44. Ce galet 44 peut tourner par rap port à un mécanisme basculeur comprenant deux biellettes 46 et 47. La biellette 47 est articulée en 48, par une extrémité au coulisseau 10 et, par son autre extrémité, à l'autre biellette 46 en 49. La biellette 46 porte le galet 44 à une extrémité et est articulée, par son autre extré mité, en 52, à une bielle de commande 51. Celle-ci est articulée, à son tour, en 53 au coulisseau 10 et est reliée, par son autre extré mité, à un arbre à manivelle 54. Quand cet arbre 54 tourne autour de son axe, un mouve ment alternatif est transmis par la bielle 51 au coulisseau 10.
Il est évident que la bielle 51 oscille autour du pivot 53 et ce mouvement d'oscillation est utilisé pour commander le mécanisme arracheur. Sur les fig. 1 et 4, le coulisseau entêteur est montré à sa position extrême avant, le man chon 14 butant contre le bloc de matriçage 11 et entourant la tête de l'ébauche forgée 56. Quand l'arbre à manivelle 54 continue à tour ner autour de son axe, suivant l'angle A (fig. 2), jusqu'à la position montrée sur les fig. 2 et 5, le coulisseau 10 s'écarte du bloc de matriçage 11 et le pivot 52 descend suivant un arc dont le centre se trouve sur l'axe du pivot 53 à cause du mouvement oscillant de la bielle 51, comme expliqué plus haut.
Pendant la première phase de l'opération d'arrachage, l'ensemble du méca nisme se déplace depuis la position montrée sur les fig. 1 et 4 à celle montrée sur les fig. 2 et 5. Sur la fig. 1, le galet 44 est en contact avec les faces profilées des leviers 34 et 36 au point 57. Pendant que l'arbre à manivelle 54 se déplace vers la position montrée sur la fig. 2, le galet 44 roule le long de ces faces profilées jusqu'à ce que le point de contact 58 soit atteint.
La forme des faces profilées et les dimensions des biellettes 46 et 47 du mécanisme basculeur sont choisies de manière telle que le point de contact entre les leviers 34 et les organes de commande du man chon arracheur et le point de contact entre le levier 36 et les organes de commande du poinçon aient un écartement déterminé dans le sens axial, par rapport au bloc de matriçage 11. Comme ces points, qui se trouvent sur les leviers 34 et 36, sont reliés au poinçon 24 et au manchon arracheur 21 par les organes coulis sants du poinçon et ceux du manchon arracheur, ledit poinçon et ledit manchon ont également un écartement axial déterminé par rapport au bloc de matriçage 11 pendant cette phase de l'opération d'arrachage.
Pendant cette phase, le coulisseau 10 et son bossage 12 s'écartent axiale- ment du bloc de matriçage 11 par suite de la rotation de l'arbre à manivelle et l'ergot 15 vient en contact avec l'épaulement radial 16 dudit bossage, ce qui oblige le manchon 14 à s'écarter axialement du bloc de matriçage 11. Comme le manchon arracheur et le poinçon 24 conservent leur écartement axial relatif par rapport au bloc 11, l'ébauche 56 est empêchée de se déplacer et comme le manchon 14 s'écarte axialement dudit bloc 11, l'ébauche 56 est effec tivement expulsée hors du manchon 14, comme montré sur les fig. 2 et 5.
Les faces profilées des leviers 34 et 36 peuvent avoir des formes iden- tiques entre les points 57 et 58 afin que l'on soit certain que les leviers se déplacent comme s'ils formaient une seule pièce, de sorte qu'aucun mou vement relatif ne se produit entre le poinçon 24 et le manchon arracheur 21. Toutefois, il est préférable de prévoir un léger jeu pour les faces profilées des leviers 34, entre ces points, afin qu'aucun contact d'entraînement ne se pro duise avec les galets. En adoptant cette disposi tion préférée, les leviers de commande 34 de l'arracheur sont en contact avec le bloc 42, ce qui fait avancer le poinçon 24 et le manchon arracheur 21 à l'aide du levier 36.
On est ainsi certain que le poinçon 24 et le manchon 21 avancent ensemble, pendant cette phase de l'opération, sans qu'il se produise un mouve ment relatif entre eux.
La deuxième phase de l'opération d'arra chage a lieu quand l'arbre à manivelle se déplace depuis la position montrée sur la fig. 2 jusqu'à la position montrée sur la fig. 3, ce qui corres pond à la différence entre les angles A et $ (fig. 3). Pendant cette phase de l'opération d'ar rachage, le poinçon 24 est retiré hors de la cavité de l'ébauche 56.
A la position montrée sur la fig. 2 et qui correspond à la fin de la première phase et au début de la deuxième phase, le bloc 26 du poinçon a avancé par rapport au manchon porte-matrice 14 jusqu'à ce que sa face 28 soit venue en contact avec l'épaulement radial 29 du manchon 14, ce qui empêche tout autre mouvement d'avancement du poinçon 24 par rapport au manchon 14. Par ailleurs, au point 58 de la face profilée du levier 36, le profil de ce levier change afin que le levier 36 ne soit pas déplacé angulairement pendant cette deuxième phase.
Les faces profilées des leviers 34 sont, par contre, prolongées afin que, pendant la deuxième phase de l'opération d'arrachage, le point de contact entre les leviers 34 et le groupe d'organes coulissants, qui agissent sur le manchon arracheur 21, continue à conserver l'écartement axial par rapport au bloc de matri çage 11, de sorte que le manchon arracheur 21 reste à un écartement axial constant dudit bloc 11. Comme le manchon arracheur 21 prend appui sur l'ébauche 56 pendant la deuxième phase de l'opération et empêche l'entraînement de l'ébauche 56 par le poinçon 24, ce dernier est dégagé hors de la cavité de l'ébauche, ce qui termine l'opération d'arrachage.
Le galet 44, pendant cette deuxième phase, se déplace jus qu'au point 59 de la face profilée des leviers 34 et, en ce point, la courbe de cette face profilée est modifiée de manière telle que les leviers 34 cessent de se déplacer par rapport au coulis- seau 10.
Pour résumer l'opération d'arrachage, effec tuée avec ce dispositif, on fait observer que pendant la première phase, le galet 44 roule le long des faces profilées des leviers 34 et 36, ce qui fait tourner ces leviers par rapport au cou- lisseau 10 de manière telle que le manchon arracheur 21 et le poinçon 24 conservent un écartement constant avec le bloc de matriçage 11, de sorte que l'ébauche reste fixe par rapport audit bloc. En même temps, le manchon porte- matrice 14 est déplacé avec le coulisseau 10 par rapport à l'ébauche, de sorte que celle-ci se dégage hors du manchon.
Pendant la deuxième phase, le coulisseau 10 continue à s'écarter du bloc de matriçage 11 mais, dans ce cas, le poinçon 24 se déplace avec le coulisseau comme s'ils formaient une seule pièce. Comme l'action du galet 44 sur les faces profilées des leviers 34 oblige le manchon arracheur 21 à conserver son écartement par rapport au bloc 11, le poinçon 24 est dégagé hors de la cavité de l'ébauche 56.
Pendant la partie restante du cycle complet, l'ébauche 56 est éjectée hors du bloc 11 et est transférée et déplacée, pour subir une opération ultérieure, à l'aide de moyens transporteurs (non montrés). Une nouvelle ébauche est alors intro duite ou mise en place, de sorte qu'une autre opération de forgeage peut avoir lieu.
Pendant le retour du coulisseau entêteur 10 à la position montrée sur la fig. 1, le mécanisme arracheur reste inactif car le galet 44 n'est plus en contact avec les faces profilées des leviers 34 et 36, de sorte que le mécanisme arracheur ne subit aucune sollicitation inutile. L'ensemble du dispositif est synchronisé par lui-même, de sorte que des moyens extérieurs ne sont pas néces saires pour synchroniser les différentes opéra tions effectuées par les mécanismes décrits.