Brevet FR2116259A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'éléments d'assemblage en forme de barreaux, tels que vis ou boulons, par exemple, présentant au moins une extrémité plus grosse, à laquelle se rattache une tige amincie. L'invention concerne en même temps une installation pour l'application du procédé. Le domaine d'emploi principal de l'invention est la fabrication de vis de traction du genre défini ci-dessus. Les vis de ce genre présentent, entre leurs extrémités portant des filets de vis ou des têtes, par exemple, une partie intermédiaire de plus petit diamètre. On se sert de telles vis dans les assemblages de qualité supérieure. Ces assemblages sont nécessaires en particulier dans la construction aéronautique et l'automobile, ou lorsqu'il existe des contraintes dues à des températures élevées. Jusqu'ici, les vis de ce modèle étaient exécutées exclusivement par décolletage. Pour ce faire, on employait des machinesoutils, qui enlevaient de la matière sur la longueur voulue, dont le diamètre était ainsi réduit. Cependant cet usinage éprouve et affaiblit la section transversale de la pièce. Ses parties marginales, dans lesquelles interviennent habituellement, sous une charge, les tensions extrêmes, ne se trouvent pas renforcées. C'est pourtant ce qutil faut, justement, dans les vis de traction soumises à de fortes contraintes. C'est pourquoi on devait écrouir la surface de la partie amincie des vis de ce genre, par un brunissage postérieur, par exemple. Cela équivaut cependant à une opération supplémentaire et, par conséquent, à un renchérissement sensible. L'objet de l'invention est donc de créer un procédé de fabrication des vis de traction à partie plus grosse à l'une ou aux deux extrémités, en particulier pour des éléments dtassemblage et qui, écartant les inconvénients des procédés connus jusqu'à présent, garantit la fabrication, exécutée de manière plus simple et économique, de pièces répondant aux contraintes à prévoir. Par ce procédé, les fibres de la pièce ne sont pas rompues sur leur longueur, un degré de plasticité supérieur et une augmentation de résistance de la pièce en résultant. Selon l'invention, on parvient à ce résultat en exécutant, afin de constituer une tête, dtun côté, près de l'extrémité d'un lopin en forme de barreau, par roulage, meulage, tournage, ou autre genre semblable d'usinage, une gorge de diamètre correspondant sensiblement au diamètre de la vis, après quoi, la tête ainsi formée étant tenue serrée, on étire sur la longueur de la vis, à l'aide d'une filière à placer dans la gorge, la partie restante du lopin afin de former la tige amincie. Cette opération d'étirage peut s'exécuter jusqu'à ltextrémité du lopin, ou slarrêter avant pour laisser subsister une tête. Si on le désire, on peut pourvoir ensuite d'-un filet de vis les extrémités plus grosses de la pièce.Il est cependant possible aussi de prévoir le filetage de l'extrémité formant la tête à maintenir par serrage dès avant d'exécuter l'opération d'étirage. L'opération d'étirage peut s'exécuter aussi bien lorsque la pièce est froide que lorsqu'elle est à moitié chauffée. On détermine la température suivant la valeur du degré de plasticité, ou d'après le diamètre de la pièce à fabriquer. Pendant l'opération, on a particulièrement intérêt à maintenir la pièce sous une contrainte de traction supplémentaire. Cette partie du procédé s'effectue de préférence avec un gros effort de traction, une forte usure des matrices et pour des pièces relativement longues, qui pourraient autrement se cintrer facilement pendant l'étirage. En les soumettant à une traction préalable, d'une part, on diminue 1' effort de traction à exercer pour étirage lui-même et, d'autre part, on augmente la rectitude des pièces. L'enlèvement des bavures de la vis pouvant résulter de l'éti- rage sont éliminées ensuite par roulage, meulage, polissage ou autre opération semblable. On peut obtenir en outre, par un roulage, un durcissement supplémentaire de la tige Ltinstallation pour l'application du présent procédé est caractérisée par un dispositif de serrage pour fixer un lopin en forme de barreau, un mécanisme de roulage, de meulage, de tournage ou d'usinage analogue pour former une gorge, sensiblement du diamètre de la vis, sur la pièce et une filière, se plaçant dans la gorge, pour étirer là pièce sur la longueur de la vis. Le dispositif de serrage comporte un mandrin, de préférence disposé en un point fixe, tandis qde la matrice d'étirage est pourvue d'une glissière et est déplaçable par un mécanisme biellemanivelle, piston hydraulique, ou autre similaire. Il est cepen dant possible aussi de prévoir aussi bien le mandrin que la matrice mobile l'un par rapport à l'autre, ou la matrice fixe et le mandrin pourvu d'une source d'énergie et mobile par rapport à la matrice. En outre, un dispositif de moletage pour exécuter une cannelure est prévu avant le mandrin de serrage. Cela peut être réalisé en prévoyant, et en plaçant directement en avant sur la machine, un mécanisme particulier de moletage. On peut cependant exécuter aussi la cannelure sur une machine-outil séparée. Afin de faire intervenir une contrainte de traction additionnelle, est prévu, pour recevoir l'autre extrémité de la pièce, un second dispositif de serrage, mobile respectivement aussi bien par rapport au premier mandrin de serrage qu'à la filière d'étirage. Une source d'énergie particulière, commande hydraulique ou autre, est prévue pour assurer le mouvement relatif du dispositif de serrage mobile. On peut cependant prévoir également la filière et le dispositif de serrage pourvus d'une source d'énergie commune, ce dernier dispositif étant articulé par l'intermédiaire d'un système de tringles sur la filière, ou sur un chariot de traction particulier, et déplaçable par les tringles, par rapport à la filière, sur des glissières. En pareil cas, la source d'énergie doit être choisie avec une puissance plus grande. L'invention permet d'adopter différentes combinaisons pour les opérations et pour les détails de construction de l'installation. Les planches jointes en donnent à titre d'exemple des représentations, qui correspondent en fait à Figures 1 à 4 : différentes opérations entrant dans le pré sent procédé et représentées schématiquement; Figure 5 : le schéma d'une application de ce procédé avec emploi drune contrainte de traction additionnelle; Pigure 6 : une possibilité d'assurer le déplacement relatif du dispositif de serrage supplémentaire en pré voyant sa propre source d'énergie; Figure 7 : une autre possibilité, par laquelle la source d'é nergie de la commande par bielle et manivelle sert en meme temps de source d'énergie pour le disposi tif de serrage; Pigure 8 : la pièce au départ; Figure 9 : la pièce après l'exécution de la cannelure et la formation de l'extrémité devant être serrée; Pigure 10 : la pièce à la fin de l'opération d'étirage; Pigure 11 : la pièce finie, les têtes ayant été munies de fi lets de vis La Pigure 1 représente i'installation correspondante fortement schématisée, telle qu'elle entre en service pour appliquer le procédé suivant l'invention. Les pièces 2, déjà pourvues d'une gorge 5,-ménageant en même temps une extrémité 4 pour le serrage, arrivent dans l'installation par une goulotte 1. Ces pièces sont amenées individuellement à un mandrin 3 qui serre leur extrémité 4.Un outil 6, une filière d'étirage, par exemple, en plusieurs pièces, est amenée au-dessus de la pièce 2 et refermée sur la gorge 5. La filière 6 est, soit pourvue elle-même de glissières, sur lesquelles elle peut se déplacer axialement, soit entrntnée par un chariot particulier 7. Des glissières 12 sont prévues pour guider le mouvement longitudinal du chariot 7. Un système de tringles 10, présentant une tige-poussoir 11, entraînée dans le sens contraire du mouvement d'étirage ou du déplacement du chariot, est articulée sur celui-ci. A la fin de chaque opération d'étirage, la tige 11 pousse une nouvelle pièce 2 dans la filière, ou le mandrin de serrage 3. Les figures 1 à 4 représentent les phases successives de l'o- pération d'étirage. Après l'introduction de 2a pièce 2 dans le mandrin 3, ce dernier se referme dans la région de l'extrémité 4. La filière 6 est introduite et fermée dans la gorge 5. Commence alors ltétirage au cours duquel une tige amincie 13 est formée sur la pièce 2. La fin de cet étirage est déterminée par le mécanisme bielle-manivelle. Cette fin intervient avant que toute la pièce ait passé par la filière, de sorte qu'il reste une tête 14 sur la pièce. La figure 4 représente la phase du procédé dans laquelle une nouvelle pièce 2 est introduite dans le mandrin de serrage 7 en même temps que la pièce finie d'étirage est repoussée hors de la filière ou du chariot d'entraînement. La figure 5 représente une installation analogue, comportant cependant un système exerçant en supplément une contrainte de traction pendant le processus d'étirage. C'est à peu près la même opération que celle représentée dans la Figure 2. Un système de roulage particulier 15 est placé au début de l'installation pour exécuter la gorge 5. Ce système 15 existe habituellement aussi dans l'installation représentée précédemment. En supplément, il est prévu ici un dispositif de serrage 16, destiné à recevoir l'autre extrémité de la pièce. Ce dispositif 16 doit être mobile respectivement aussi bien par rapport au mandrin de serrage 3 qu'à la filière 6 pour compenser les variations de longueur de la pièce.Pour la disposition du système de serrage 16 existent deux possibilités, exposées à titre d'exemple dans les Figures 6 et 7 La figure 6 représente, détaché de l'ensemble, le dispositif de serrage 16, qui a reçu la tête 14 de la pièce 2. Ce dispositif 16 est articulé par un système de tringles 18 sur le chariot de traction 7. Pour déplacer le dispositif de serrage 16 est prévue une commande hydraulique 17, qui équilibre, suivant la direction de la pression, la variation de longueur de la pièce 2, de sorte qu'on réalise dans la section transversale soumise à la contrainte une traction constante ou autrement fluctuante. La Figure 7 représente une autre possibilité pour constituer le dispositif de serrage 16. Comme source d'énergie imprimant son mouvement au dispositif 16 est employée ici la meme source qui anime le mécanisme de bielle et manivelle 8. On a prévu un système de tringles 18, actionnées par des galets 20 dans des guidages 19, fixes. Un mouvement relatif du dispositif de serrage 16 par rapport à la filière 6 ou au chariot étirage 7 est ainsi obtenu.- La pièce 2 est représentée dans les Figures 8 à 11, la Figure 8 montrant le lopin brut, bien que coupé à longueur. La figure 9 montre la pièce après l'opération de roulage, exécutée par le système de roulage 15. La Figure 10 représente la pièce après l'étirage ayant donné la tige amincie 13. La Figure Il représente la tige filetée terminée, après que ses deux extrémités ont été pourvues d'un filet de vis. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'éléments d'assemblage en forme de bar reaux, tels Rue boulons, vis et similaires, qui présentent au moins une extrémité épaissie, à laquelle se raccorde une tige allongée, suivant lequel une pièce brute a été soumise, sur une partie de sa longueur, à une diminution de diamètre par l'em ploi d'outils de serrage ou d'étirage, caractérisé en ce qu'a vant ltexécution de l'opération d'étirage, on réalise sur la pièce brute près de l'une des extrémités, par roulage, meulage, tournage, ou autre usinage semblable, un collet, dont le dia mètre correspond à peu près au diamètre de la tige allongée, et on applique ensuite outil d'étirage pour obtenir le retrécis sement et la formation de la tige allongée, la pièce brute tant retenue pendant cette opération d'étirage sous un effort de traction supplémentaire. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 110 pération d'étirage s'effectue à froid, ou la pièce à moitiè chauffée. 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 1' extrusion de la partie de la pièce brute formant la tige allongée s'exécute sur toute'la longueur de cette partie. 4.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu' on réalise d'abord sur le collet destiné à former la tête d'accrochage une entaille annulaire dans la pièce brute, desti née ensuite à s'élargir en un collet par une opération de rou lage. 5.- Procédé suivant l'ensemble des revendications 1 à 4, caractéri sé en ce que la pièce brute est maintenue pendant l'exécution du collet sous une contrainte de traction supplémentaire. 6.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendica tions 1 à 5, avec un outil d'étirage et un outil de traction, caractérisé en ce qu'il comporte un outillage de roulage, de meulage, de tournage, ou d'autre usinage semblable, disposé près de l'exrémité accrochée degla pièce brute et mis en action pour former, sur cette pièce, un collet de diamètre correspon dant à peu près au diamètre de la tige allongée, ainsi qu'un autre dispositif de traction, destiné à appliquer une contrain te de traction supplémentaire, mobile par rapport, aussi bien à l'outil de traction qu'à l'outil d'étirage. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil d'étirage est partagé en au moins trois parties. 8.- Dispositif suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'outil d'étirage est pourvu d'une glissière, connue en soi, et renduemobile au moyen d'une commande à manivelle, d'un piston hydraulique, ou d'un système analogue0 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'outil de serrage est placé avant un dispositif de roulage destiné à former le collet. 10.-Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'une source d'énergie propre, par exemple un système hydraulique ou analogue, est prévue pour assurer le mouvement relatif de l'au tre dispositif de traction. 11.-Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil d'étirage et le dispositif de traction sont pourvus d'une source d'énergie commune, le dispositif de traction étant articulé, par l'intermédiaire d'une timonerie sur l'outil d'é tirage ou sur un chariot d'étirage, et mobile par rapport à l'outil d'étirage, par l'intermédiaire du guidage pour la timo terie.