<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOITIFS POUR LA FABRICATION INDUSTRIELLE DE PIECES METALLIQUES.
Dans l'application des proches de travail de masses métalliques par déformation plastique chaud, il est d'usage de produire des pièces lon- gues ou profondes en travaillant par phases successives, chaque phase produi- sant une partie du travail et la pièce étant déplacée et réchauffée entre chacune des phases.
Ces procédés présentent le grave inconvénient d'être relative- ment lents et coûteux. En effet, les manipulations des pièces entre chaque opération et surtout les modifications successives de la température entre des limites relativement éloignées l'une de l'autre, déterminent une perte de calories sensible. De plus, la pièce en subissant des variations succes- sives et importantes de température peut, par ce fait, subir des altérations de ses qualités propres.
On a tenté de remédier à cet inconvénient,en préconisant l'exé- cution, par extrusion, filage ou autre moyen auxiliaire à chaud, de pièces de tout genre en une seule opération.
La pratique a montré l'impossibilité absolue de constituer des poinçons suffisamment résistants pour assurer, par ce moyen,uné production industrielle.
Il a été, en effet, démontré que, malgré les moyens les plus énergiques employés pour assurer le refroidissement du poinçon, ce dernier, en considération de la durée d'exécution fortement augmentée par rapport au procédé par opérations successives, prenait, après quelques opérations, une température telle que la résistance devenait insuffisante pour supporter les efforts auxquels il devait pouvoir résister.
D'autre part, les formes d'un poingon, pour exécuter le travail en une seule opération, se prêtent, en général, très mal à un filage normal de la matière, elles provoquent des étranglements et des coincements de ma- tière, qui réclament des efforts énormes, augmentent les sollicitations des
<Desc/Clms Page number 2>
outillages et exigent l'emploi de presses développant des puissances considé- rables, exigeant la mise en oeuvre de forces motrices importantes et coûteu- ses.
L'invention concerne un procédé nouveau permettant l'exécution de pièces pouvant être longues, respectivement profondes, moyennant un apport de calories minimum et l'utilisation de presses à puissance relativement ré- duite.
Ce procédé nouveau consiste à façonner la pièce en opérations successives, comprenant en général une opération de filage, suivie d'une ou de plusieurs opérations de matriçage. La combinaison des outillages est réa- lisée de telle façon que les opérations successives peuvent être réalisées en une seule chaude et sans que l'ébauche ne quitte la presse.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé nouveau, la matière est introduite dans une matrice appropriée ; on fait usage de deux poinçons à actions successives et l'on provoque un mouvement relatif entre ladite matri- ce appropriée et lesdits poinçons de manière à amener ceux-ci successivement dans l'axe de la pièce travaillée..
La matrice se compose d'au moins deux parties dont l'une, fixe, maintient la matière à travailler dans sa chaude initiale et dont l'autre, mobile, conditionne, en quelque sorte, le logement de la matière à travail- ler, dans la matrice, aux phases successives, respectivement d'extrusion et de matriçage. Cette partie mobile de la matrice est déplaçable par transla- tion, rotation ou par tout autre mouvement. En outre, cette pièce mobile pourrait comporter plus de deux.positions caractéristiques, chacune d'elles correspondant à une sollicitation de l'un des poinçons et déterminant une complétion de la forme de la pièce pour atteindre la forme finale désirée.
Les poinçons peuvent être amenés en position de travail, respec- tivement en position effacée, par un mouvement de translation, de rotation ou tout autre mouvement approprié. Les mouvements desdits poinçons peuvent être individuels ou simultanés. On peut disposer de plus de deux poinçons, chacun d'eux correspondant à une phase du travail de la matière, celle-ci étant néanmoins sollicitée sans autre chauffage que sa mise à température initiale.
Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention, les poinçons amenés en position effacée sont automatiquement amenés dans un milieu conditionné pour en abaisser la température. Ce refroidissement peut provenir de la mise en oeuvre de tous les moyens connus et, notamment, le refroidissement par air, l'emploi d'un local à parois réfrigérées, une cir- culation d'eau, ou tout autre moyen connu en soi.
En raison même de l'alternance de la mise en oeuvre de deux poinçons différents, respectivement pour l'extrusion et le matriçage, chaque poinçon bénéficie, après chaque temps de travail, d'un temps mort pendant le- quel, étant immobilisé, il peut être aisément refroidi. Il en est ainsi, alternativement, pour chaque poinçon. Or, si, par exemple, l'action d'un poinçon dure 5 secondes et que le temps intermédiaire dure également 5 se- condes, la durée du cycle de la première phase sera de 10 secondes. Donc, dans les procédés connus, chaque poinçon restera pendant 5 secondes en con- tact avec le métal chaud et la durée pendant laquelle pourra être effectué le refroidissement sera ainsi de 5 secondes.
Or, le procédé, objet de l'in- vention, est en mesure de conserver davantage l'outillage, puisqu'il double-. le temps de repos des poingons, c'est-à-dire aussi les durées de refroidisse- ment.
Les dispositifs appliquant ces différentes caractéristiques sont- essentiellement variables et l'homme de métier pourra, sans aucune difficul- té, imaginer une foule de mécanismes pour conditionner la matrice bipartible, immobiliser et déplacer opportunément les poinçons, assurer la coprdination des différentes transmissions cinématiques en vue d'assurer l'impact des poinçons sur la matière et le conditionnement successif de la matrice.
<Desc/Clms Page number 3>
C'est à simple-titre d'exemples sans aucune restriction d'aucune sorte, qu'un exemple d'exécution d'un tel dispositif relativement très simple est décrit plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels 8 la figure 1 est une vue sommaire des parties--essentielles d'une presse équipée d'un dispositifcapable d'appliquer le procédé suivant l'in- vention; les figures 2 et 3 représentent, en coupe verticale, les parties essentielles, respectivement des poinçons et de leur support mobile et d'une matrice bipartible; les figures 4 à 8 représentent l'outillage des figures 2 et'3 dans différentes phases caractéristiques du procédé.
Dans la figure 1, on a représenté sommairement une presse 1 dont la table mobile 2 porte la matrice appropriée en vue d'appliquer le procédé de l'invention. D'autre part, la tête ± de la presse porte le bâti 4 sur le- quel est articulé le support mobile des poinçons. Cet outillage spécial est, -dans ses parties essentielles, représenté aux figures 2 et 3.
La matrice est, en 1?occurrencesconstituée par un corps fixe et un tiroir 6. Le corps fixe 2 présente un orifice central 7 dans lequel est logée une buselure 8 en métal approprié formant une partie de la matrice proprement dite dans laquelle la matière doit être travaillée. Le tiroir 6 est susceptible d'être déplacé d'un mouvement alternatif de translation, d'amplitude relativement réduite, par l'intemédiaire d'un mécanisme appro- prié connu en soi (non représenté) auquel ce tiroir est relié par une tringle
Dans ce tiroir est fixée une pièce 10 présentant une concavité centrale prolongée par un trou axial et formant le complément de la buselure fixe 8 pour former la matrice appropriée à la phase d'extrusion.
Le trou axial de ladite pièce 10 reçoit un axe coulissant 11 prenant inférieurement appui sur une embase 12 profilée pour pouvoir coiffer le poinçon extracteur 13. Le même tiroir 6 présente un creux 14 dont la forme et les dimensions sont tel- les qu'il est capable de compléter la susdite buselure fixe 8 en vue d'appro- prier la matrice pour la phase de matriçage. Ce creux 14 est prolongé par un trou 15, dont le diamètre correspond au diamètre extérieur du poinçon extracteur 13. L'amplitude du mouvement de translation alternatif du tiroir 6 correspond à l'entre-axe de la pièce 10 et du creux 14. Cette matrice spé- ciale est solidement fixée sur la table 2 de la presse.
Les poinçons, en l'occurrence au nombre de deux, constituent, respectivement,le poinçon d'extrusion 16 et le poinçon de matriçage 17.
Ces deux poinçons sont fixés dans un même support 18 susceptible de tourner autour d'un axe.12 prenant appui sur un support fixe 4. Celui-ci comporte des bras 20-21 dans lesquels prennent appui des verrous, respectivement 22-23, capables d'immobiliser fermement le poinçon amené dans sa position effacée.
De part et d'autre du support fixe ± peuvent être disposés des moyens de re- froidissement des poinçons, des moyens étant sommairement figurés respecti- vement en 24-25. Ces moyens peuvent être constitués par des parois entre lesquelles les poinçons viendraient s'immobiliser, parois conditionnées pour assurer le refroidissement des poinçonso
Le fonctionnement d'un tel outillage capable d'appliquer le pro- cédé de l'invention est excessivement simple. Au départ, comme représenté à la figure 4, le tiroir 6 est dans sa position droite, la pièce 10 formant le prolongement de la buselure 8. Ledit tiroir 6 est fermement immobilisé dans cette position.
Le ppinçon d'extrusion 16 est en position active et le poinçon de matriçage 17 est en position effacée et immobilisé dans cette position par le verrou 23. Le lopin 26 préalablement chauffé à la tempéra- ture de déformation plastique à chaud est introduit dans la matrice. Un mou- vement de rapprochement brusque.entre le poinçon et la matrice est provoqué par la mise en oeuvre de la presse déterminant,'par déformation plastique, une première déformation dudit lopin' 26. L'outillage se trouve alors dans la
<Desc/Clms Page number 4>
position relative schématisée à la figure 5 produisant une première pièce 27.
Le poinçon 16 et la matrice sont alors séparés, la pièce 27 est légèrement repoussée et le tiroir 6 est déplacé dans sa position gauche amenant le creux dudit tiroir dans le prolongement de la buaelure fixe 8. Simultanément, le support mobile 18 des poinçons a tourné de 90 amenant ainsi le poinçon de matriçage 17 en position active et le poinçon d'extrusion 16 dans la posi- tion effacée, ledit poinçon étant dûment immobilisé à son tour par le verrou 22 et susceptible d'être refroidi pendant la phase de repos.
La position relative, dans cette phase du procédé, est représentée à la figure 6, ledit outillage étant prêt pour le matriçage et la pièce 27 étant maintenue immobi- lisée dans la matrice sans subir de nouvelles chauffes, les opérations se dé- roulant à un rythme suffisamment rapide pour que ladite pièce 27 soit mainte- nue à une température adéquate pour ladite phase de matriçage. Celle-ci est, comme pour la phase précédente, simplement produite par le rapprochement ra- pide entre le poinçon 17 et la matrice, comme schématisé à la figure 7. En- fin, le procédé est terminé par l'éloignement mutuel du poinçon et de la ma- trice et l'extraction de la pièce 28 qui a été obtenue par le forgeage de la pièce 27 en vue d'atteindre sa forme définitive.
Dans la figure 8, on a re-' présenté cette phase finale, la pièce 28 étant conventionnellement représentée extraite de la matrice.
On pourra évidemment multiplier les phases, modifier la forme des outils et adopter des mécanismes très différents sans, de ce fait, s'écar- ter de l'invention, pour autant que les phases successives soient appliquées sur une matière portée une seule fois à la température adéquate, les opéra- tions successives étant, de préférence, des opérations d'extrusion ou simi- laires et des opérations de matriçage ou similaires. Pour la sollicitation de la matière à travailler, elle pourra résulter aussi bien du déplacement axial des poinçons que du déplacement axial de la matrice ou, simultanément, de ces deux éléments essentiels de l'outillage.
L'invention concerne, à la fois, le procédé susdécrit, les dis- positifs capables d'appliquer ce procédé et les presses équipées desdits dis- positifs.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la fabrication industrielle de pièces métalli- ques, caractérisé en ce qu'il consiste à façonner la pièce en deux opérations successives d'extrusion et de matriçage, la matière travaillée n'étant por- tée qu'une seule fois à la température requise pour cette double opération et sans que la pièce ne quitte les outillages.