Brevet FR2469230A1 — publié le 19810522

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'un élément fileté, tel que par exemple une vis, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait qu'actuellement la petite mécanique de précision fait de plus en plus appel à des vis appelées généralement vis micrométriques Ces vis présentent un très faible diamètre et sont généralement munies d'une tête cylindrique comportant une empreinte six pans dans laquelle on introduit une clé pour manouuvrer la vis0 Or, la fabrication par matriçage de ce genre de petites vis présente un certain nombre de problèmes et de difficultés0 La méthode de fabrication la plus ancienne consistait à réaliser par matriçage tout d'abord une ébauche de tête de vis, puis une empreinte en creux sur ladite tête, laquelle empreinte était par exemple une empreinte à six pans. Mais un tel procédé de fabrication présentait l'inconvénient de provoquer une rupture du fibrage initial, ou une répartition hétérotrope de ce fibrage à tout le moins, En outre, l'empreinte à six pans n'était jamais parfaitement concentrique. Tous ces défauts rendaient la tête de vis extrêmement fragile et réduisaient considérablement la tenue à l'arrachement de celle-ci lors d'une manoeuvre de vissage ou de dévissage. C'est pourquoi, on a proposé depuis, une méthode de fabrication qui consiste essentiellement à prendre l'empreinte comme référence de concentricité de la vis qui est usinée par enlèvement de copeaux sur sa périphérie. Toutefois, une telle opération d'usinage demeure fort coûteuse et provoque des coupures dans le fibrage ce qui, encore une fois, est préjudiciable à la bonne tenue de la vis. La présente invention a pour but de remédier à tous les inconvénients des méthodes antérieures de fabrication de vis micrométriques, en proposant un nouveau procédé de fabrication conférant à la vis terminée un excellent fibrage et donc une résistance mécanique satisfaisante, et permettant aussi de centrer parfaitement l'empreinte à six pans lors du matriçage de celle-ci. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément fileté, tel que par exemple une vis micrométrique, comportant une tête pourvue d'une empreinte à plusieurs pans apte à recevoir un outil, et du type consistant à effectuer le matriçage d'une ébauche de tête puis le poinçonnage de cette ébauche pour réaliser ladite empreinte, caractérisé en ce qu'on confère à l'ébauche de tête une forme sensiblement conique lors de l'opération de matriçage précitée de façon que l'opéra- tion ultérieure de poinçonnage de l'ébauche de tête assure la déformation radiale de celle-ci pour qu'elle prenne une forme sensiblement cylindrique. Ainsi, la déformation radiale de la tête de vis, sous l'effet du poinçonnage de ltempreinte,permet avantageusement de préserver l'isotropie de la répartition initiale des fibres dans le matériau de départ. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, on guide la pénetration du poinçon d'une manière continue lors de l'opération de poinçonnage de l'ébauche de tête. On est donc ainsi certain de réaliser un centrage parfait de l'empreinte, même si le coulisseau de la presse présente un léger jeu, ce qui est le cas la plupart du temps, Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on limite l'expansion radiale de l'ébauche de tête lors de l'opération simultanée de pénetration et de guidage du poinçon. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé -précité, caractérisé, en ce qu'en vue de réaliser l'opération de poinçonnage précitée, il comprend un poinçon transversalement solidaire d'un élément de guidage conique apte à coulisser dans un évidement pratiqué dans une matrice fixe recevant l'ébauche de tête. L'élément de guidage conique précité est pourvu d'une butée annulaire intérieurement cylindrique pour limiter la déformation radiale de l'ébauche de tête lors du poinçonnage. Suivant encore une autre caractéristique de ce dispositif, la butée annulaire précitée, prévue à l'intérieur de l'élément de guidage conique, est solidaire de celui-ci par l'intermédiaire de vis ou analogues; L'invention vise encore un élément fileté, tel que par exemple une vis micrométrique, obtenu à l'aide du procédé et/ou du dispositif répondant aux caractéristiques susmentionéesO D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation et coupe d'une matrice fixe et mobile aptes à réaliser une ébauche de tête conique - la figure 2 est une vue en élévation et coupe d'une matrice fixe supportant une ébauche de vis à tête conique et conçue pour recevoir un outil de poinçonnage de ladite tête ; et - la figure 3 est une vue en élévation et coupe axiale d'une vis obtenue selon les principes de'l'inventione En se reportant à la figure 1, qui illustre la première étape du procédé conforme à l'invention, on a montré en 1 une matrice fixe recevant une ébauche de vis 2 dont la tête 3 est forgée à l'aide d'une matrice mobile 4 associée au plateau mobile d'une presse (non représentée)0 La matrice 4 comporte une empreinte légèrement conique 5 de façon à réaliser, comme on le voit bien sur la figure 1, une ébauche de tête 3 légèrement conique. Après cette opération, on effectue le poinçonnage de l'ébauche de tête 3 à l'aide du dispositif représenté sur la figure 2. Sur cette figure, on voit que l'ébauche de vis 2 est reçue dans une matrice fLxe. 6 comportant à sa partie supérieure un évidement 7 susceptible de recevoir-une matrice mobile 8 qui comprend essentiellement un poinçon 9 solidaire d'un élément de guidage conique -100 Suivant un mode de réalisation préféré, le poinçon 9 est solidaire de la pièce de guidage conique 10 grâce à des vis pointeau Il. Plus précisément, la pièce de guidage 10 présente une forme tronconique dont la partie de plus faible diamètre îOa forme une butée annulaire cylindrique, comme on l'a montré en 12 sur la figure 2. Suivant l'exemple de réalisation représenté, cette butée 12 est intégrale à la pièce 10, mais on pourrait très bien imaginer qu'elle soit rapportée et fixée sur la pièce 10 d'une manière quelconque, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Le poinçon 9 comporte bien évidemment une tête 13 dont la géomètrie correspond à l'empreinte que l'on veut faire sur l'ébauche de la tête de vis 3, laquelle empreinte est généralement une empreinte à six pans 14, comme on le voit sur la figure 3. Ainsi, lorsque. la matrice 8 sera appliquée contre la matrice 6, la tête 13 du poinçon 9 réalisera l'empreinte 14, et ce faisant, la tête 13 du poinçon 9 sera continuellement guidée au fur et à mesure de sa pénètration dans la tête 3 de l'ébauche de vis 2. En effet, le guidage est assuré par la pièce 10 pénètrant dans 1 'éviie met 7, ce quiperm un centrage parfait de l'empreinte 14o Et il est important de noter ici que lors de la pénétration du poinçon, l'ébauche de tête 3, du fait de sa configuration initiale légèrement conique, se déformera radialement jusqutà-acquérir une forme parfaitement cylindrique, puisque la déformation en question sera limitée par la butée annulaire cylindrique 12 de la pièce de guidage 100 On notera encore que le guidage de la pièce 10 dans l'évidement 7 de la matrice 6 permet avantageusement de neutraliser le jeu éventuel du coulisseau de la presse ce qui évidemment confère à l'empreinte à six pans 14 un centrage parfait. La vis micrométrique 15 obtenue par le dispositif qui vient d'être décrit présente, comme on le voit bien sur la figure 3, un fibrage continu et sans rupture, ce qui lui confère une résistance mécanique excellente0 En d'autres termes, la répartition des fibres demeure isotrope après matriçagegrâce au fait que l'on réalise d'abord une ébauche de tête de vis légèrement conique, et que l'on déforme par la suite ladite ébauche de tête pour la ramener à une géomètrie cylindrique0 On a donc réalisé suivant l'invention une vis micrométrique qui peut être obtenue directement par matriçage sans avoir recours à une opération mécanique supplémentaire et coûteuse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de fabrication d'un élément fileté, tel que par exemple une vis, comportant une tête pourvue d'une empreinte à plusieurs pans apte à receuar un outil, et du type consistant à effectuer le matriçage d'une ébauche de tête puis le poinçonnage de cette ébauche pour réaliser ladite empreinte, caractérisé en ce qu'on confère à l'ébauche de tête une forme sensiblement conique lors de l'opération de matriçage précité de façon que l'opération ultérieure de poinçonnage de l'ébauche de tête assure la déformation radiale de celle-ci pour qu'elle prenne une forme sensiblement cylindrique0 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on guide la pénétration du poinçon d'une manière continue lors de l'opération de poinçonnage de l'ébauche de têbz 30 Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'on limite l'expansion radiale de l'ébauche de tête lors de l'opération simultanée de pénétration et de guidage du poinçon. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en vue de réaliser l'opération de poinçonnage précitée, il comprend un poinçon transversalement solidaire d'un élément de guidage conique apte à coulisser dans un évidement pratiqué dans une matrice fixe recevant l'ébauche de tête0 50 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de -guidage conique précité est pourvu d'une butée annulaire intérieurement cylindrique pour limiter la déformation radiale de l'ébauche de tête. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la butée annulaire précitée, prévue à l'intérieur de l'élément de guidage conique, est solidaire de celui-ci par l'intermédiaire de vis ou analogues. 7o Elément fileté, tel que par exemple vis micrométrique, obtenu par le procédé et/ou le dispositif selon l'une des revendications précédentes.