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PROCEDE ET APPAREILS POUR LE FORGEAGE DE PIEGES MECANIQUES TELLES
QUE NOTAMMENT DES MOYEUX D'HELICES
La présente invention,due à la collaboration de MM. MELEY et MEMOINE, a pour objet un procédé et des appareils pour le forgeai ge de pièces mécaniques telles que notarament des moyeux d'hélices, par exemple des moyeux d'hélices tripales, qui permettent d'obtenir une ébauche de forge présentant le minimum de surépaisseur de métal à enlever par usinage pour réaliser les cotes de la pièce finie.
Cette ébauche est ainsi beaucoup plus légère que toutes celles qui ont pu être réalisées par,les procédés en usage. Elle présente en outre une disposition des fibres du métal telle que, dans chacune des parties de la pièce, les caractéristiques mécaniques qui dé- pendent précisément de l'orientation des fibres sont maxima.
Dans les procédés de matriçage ordinaires, le métal est écrasé suivant une seule direction, ce qui exclut la po'ssibilité d'obtenir des évidements, dans les bras des pales dont les axes sont situés dans un plan orthogonal à cette direction. De plus, le métal est corroyé parallèlement à ce plan et les fibres stratifiées suivant une seule direction sont plus ou moins inclinées dans une grande partie de la pièce par rapport à la direction des sollici- tations principales, aux dépens de la, résistance à la fatigue.
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Le procède de forgeage suivant l'invention consiste à exercer des efforts suivant une première direction et suivant une ou plusieurs directions orthogonales a la première, par exemple, dans le cas du forgeage de moyeux d'hélices tripales, suivant une direction verticale et da s trois directions horizontales à 120 , angle qui correspond au calage des pales. la pression exercée dans l'axe de chacune des pales permet d'obtenir un évidement profond, suivant un processus analogue à celui du poinçonnage d'un obus à la presse.
Grâe à ce procédé on peut agir suivant les axes des par- ties saillantes et obtenir, par un déplace ent progressif, des défor- mations plastiques régulières et profondes en même temps qu'une ré- partition isotrope du métal sous l'action d'un piston vertical et de trois nistons horizontaux calés à 120 .
On arrive ainsi en plusieurs opérations à obtenir une ni%- ce brute de forge qui enveloppe régulièrement le pro fil de la pièce finie d'une surépaisseur réduite. la prédominance des efforts perpendiculaires dans les di- rections principales permet de conserver les na-pes de fibres paral- lèles à la surface lorsque ce parallélisme préexiste ders la prise de fer. L'usinage ultérieur enlève le métal par nappes successives, sans que les fibres débouchent perpendiculairement à l surface et sans mettre à nu la zone de moindre compacité du lingot. La pièce obtenue présente ainsi les meilleures caractéristiques mécaniques dans toutes ses parties.
Les anpreils conformes à l'invention pour la réalisation de ce procédé peuvent être constituas sous forme de presses mues hydraulique ,ent. Ces anpareils comportent un certain nombre -le ca- ractéristiques qui vont ressortir de le description suivante. Dans cette description on se réfère aux dessins ci-joints qui montrent, simplement. titre d'exemple: une vue en élévation, en coupe suivant I-I de la figure 2, d'un appareil pour le forgeage de moyeux d'hélices tripa- les avant l'action de forgeage;
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Fig.2 une vue en plan de cet appareil ;
Fig.3 une vue en plan, avec coupe partielle suivant un plan horizontal, de l'apporeil après l'action de forgeage.
Fig.4 et 5, des vues en élévation et en plan de l'ébau- che initiale;
Fig.6 et 7, des vues en élévation et en plan du moyeu forgé ohténu;
Fig.8 une vue en élévation, en coupe suivant VIII-VIII de la fig.10, d'une variante d'appareil avant l'action de forgeage;, Flg.9 une vue de détail de cet appareil après l'action de forgeage;
Fig.10 une vue en plan de cet appareil.
.L'appareil représenté sur les figures 1 à 3 comporte un support inférieur 1 reposant sur le sommier inférieur 12 de la pres- se ; sur ce support sont fixés ; le moyen de tirants 10, trois groupes de cylindres comportant chacun un pisto de poinçonnage 4 et deux pistons de rappel 5 reliés par uhe traverse 11.
Sur le sommier supérieur 13 de la presse est fixé le por- te-matrices supérieur 3.
L'appareil comporte également deux demi-matrices, une in- férieure 6 fixée dans le porte matrices inférieur 2, une supérieure 7 fixée dans le porte-matrices supérieur 3 et des poinçons 8. Un ensemble distributeur 9 sert aux différentes manoeuvres des pistons de poinçonnage 4.
L'alimentation en eau sous pression est assurée par une source quelconque, une pompe et un accumulateur, avec emploi facul- tatif d'un multiplicateur de pression pour les cylindres des pistons de poinçonnage 4 nécessitant un 'gros effort de travail.
Cet appareil fonctionne de la façon suivante :
Le sommier supérieur de la, presse portant le porte-matrice 5 et la matrice 7 étant' à sa position relevée,,l'ébauche du moyeu (fig.4 et 5) est introduite dans la matrice inférieure 6.
Un premier mouvement consiste à actionner le sommier supé- rieur de la presse dans le sens de le descente jusqu'à ce que l'é-
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bauche du moyeu soit emprisonnée et pressée avec toute la puissan- ce de la presse dans l'empreinte correspondante qui a été pratiqué au préalable dans les matrices supérieures 7 et inférieure 6.
Dans cette position représentée fig. l aucun dérlacement de matière de l'ébauche ne peut s'effectuer, sauf dans les parties prévues, c'est à dire les zones annulaires existant entre les poin- çons 8 et les matrices 6 et 7. ün deuxième mouvement consiste a actiooner les poinçons 8 par introduction d'eau sous pression dans les cylindres des nis- tons 4 jusqu'à ce que les poinçons 8, accomplissant leur course de transformation, donnent au moyeu la forme voulue. Cette forme est représentée figures 6 et 7, les fibres épousant initialement les contours extérieurs de l'ébauche (figures 4 et 5) sont bien disnosées après transformation, suivant le contour extérieur c-d-e-f-,- des parties creuses ainsi formées.
L'appareil représenté sur les figures l à 3 correspond à l'obtention simultanée de trois logements de pales d'hélices sur un même moyeu. Il peut être agencé suivant le nombre de pales ve- nant s'assembler sur le moyeu; il suffit de fixer sur le support in- férieur 1 le nombre correspondant de groupes de cylindres recevant chacun un piston de poinçonnage 4, deux pistons de rappel 5 avec leur traverse 11 et un poinçon 8.
Dans la variante d'arpareil représentée sur les figures 8 à 10, le dit appareil comporte une plaque su port 14 reliée au sommier supérieur de la presse et sur laquelle sont fixés quatre cylindres presseurs 15, deux cylindres releveurs 16 et un porte- poinçon 17.
Il comporte également une plaque 18 solidaire des pistons des cylindres presseurs 15 et releveurs 16, cetteplaque étant des- tinée à la fixation du porte-matrices supérieur 19. Un porte-matri- ces inférieur 20 est relié au sommier inférieur 21 de la presse.
Enfin l'appareil comprend deux demi-matrices 22 et 23 qui constituent l'outillage propre à. chaque type de corps d'hélice, un ensemble distributeur 24 étant prévu pour les différentes manoeu- vres des pistons.
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Le fonctionne ent de cet appareil est analogue à celui de l'appareil décrit ci-dessus. le sommier supérieur 25 de la presse étant à sa position relevée (fig. 8) l'ébauche du moyeu est introduite dans la matrice inférieure 23. Un premier mouvement consiste à actionner le sommier de 'La presse dans le sens de la descente jusqu'à ce que la matrice supérieure 22 vienne emprisonner et presser l'ébauche du moyeu dans la matrice inférieure 23 avec toute la puissance des cylindres 15 en communication avec la source d'eau sous pression.
Dans cette position représentée fig.8, la matière de l'é- bauche peut se déplacer seulement dans la partie prévue, c'est à dire la zone annulaire existant entre le poinçon 26 et la matrice 22.
Il suffit alors de poursuivre le mouvement du sommier de la presse dans le sens de la descente jusqu'à ce que le poinçon 26 accomplisse la course de transformation pour que le moyeu possède la forme prévue (représentée fig.9). Les fibres qui épousaient ini- tialement le contour de l'ébauche sont en fin d'opération disposés suivant le contour extérieur j-k-l de la partie creuse du moyeu.
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