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L'invention concerne les procédés de fabrication de pièces de forme, par exemple de roues dentées et de pignons de chaîne, le façonnage étant réalisa par déformation sous pression d'ébauches préparées à cet effet, avec exécution des opérations de défonçage, refoulement et déformation par pres- sion radiale, ainsi que les dispositifs pour la réalisation. ;\; de cesprocédés
Les constructions mécaniques modernes imposent des exigences sévères aux pièces du type mentionné, parmi lesquel- les les plus mportantes eont celles concernant la préoision. d'exécution des éléments essentiels de la denture et sa ooaxi- alité avec l'orifice central.
On connait des procédés de fabrication desdites pièces par la méthode de matriçage, dans lesquels l'ébauche est successivement soumise au défonçage et au refoulement. Le façonnage de la denture sur le pourtour de la pièce, ainsi que le façonnage de ses flancs, est obtenu grâce au remplissa- ge de l'enceinte intérieure de la matrice résultant du refoule- ment du métal, la matrice ayant une forme appropriée.
On connaît un dispositif pour la fabrication des pièces mentionnées, réalisé sous la forme d'une matrice compor- tant un poinçon doté d'une tête de défonçage. Ce dispositif façonne un flanc de la pièce et son-orifice central. La matri- ce est réalisée sous la forme d'un anneau dont le périmètre intérieur est le négatif du périmètre extérieur de la pièce (couronne à denture intérieure). L'anneau est doté d'un fond de forme appropriée façonnant le second flanc de la pièce.
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La matrice est soindée. Son plan de joint coïncide avec le flanc de la pièce. Le poinçon est mobile seulement dans la direction de la matrice. La direction de son déplace- ment coïncide avec la direction de la génératrice engendrant la surface de la denture sur la pièce,
Le procédé connu pour le façonnage des pièces, ainsi que le schéma cinématique de l'outil qui en résulte, ont les inconvénients suivants
Par ce procédé il est impossible de fabriquer sans dépouilles de matriçage des pièces ayant de grandes dimensions suivant la génératrice, par exemple, une largeur importante de la denture, car la pièce comprimée dans la matrice dentée y reste maintenue par les forces dues à la déformation élastique qui doivent ensuite être surmontées pour la chasser hors de la matrice.
En outre, on a dans ce cas une usure accélérée de la matrice dentée qui est coûteuse, car elle s'use, tant lors du remplissage de ses cavités par le métal que lors du glis- sement de la pièce matricée le long des génératrices de la denture au cours de son expulsion forcée.
Par le procédé connu, il est difficile de créer un écoulement intensifié du métal sur les portions périphériques de l'ébauche formpnt la denture, car la pression est appliquée seulement du centre de l'ébauche par le mandrin et le poinçon, sur ses flancs. Etant donné que les endroits où sont appli- quées les pressions actives sont éloignée des zones ou le for- mage plastique du métal est le plus intensif, et que la direo- tion de déplacement de l'outil ne coïncide pas aveo la direc- tion d'écoulement du métal pour la réalisation des éléments de forme de la pièce, le remplissage du relief sur le pourtour de la matrice se heurte à des difficultés et ne peut être obtenu que par application de gros efforts actifs.
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Avec le schéma cinématique connu de l'outil, il est impossible de fabriquer une pièce sans bavure radiale au plan de joint de la matrice, car le façonnage de ses portions périphériques commence beauooup avant la fermeture totale de la matrice et le refoulement du métal dans la direction axiale n'est pas prévenu par la surface du poinçon.
En outre, par ce procédé il est impossible de fabri. ; quer une pièce dont la denture serait rigoureusement concentri-, que à l'orifice central, car le mandrin façonnant cet orifice est encastré dans le poinçon et est lié à la moitié supérieure de l'outil à matricer, alors que la matrice qui façonne la denture est fixée à la,moitié inférieure de l'outil à matricer.
Il est difficile d'obtenir que la position d'une moitié par rapport à l'autre soit très précise, car l'assemblage des moi- tiés de l'outil à matricer est réalisé à ajustement mobile, 'c'est-à-dire avec un certain jeu dont la valeur détermine le défaut de coaxialité entre la denture et l'orifice central.
Les inconvénients énumérés ci-dessus pour le procédé connu de façonnage des pièces de forme, par exemple des roues dentées, conditionnent dans leur ensemble l'impossibilité de son application au formage plastique de pièces finies aux cotes. Le procédé connu de façonnage des pièces se classe dans la catégorie des travaux d'ébauche, car il ne peut satis- faire que les prescriptions présentées aux opérations prélimi- naires. Les pièces obtenues par le procédé connu ont des bavures sur leur flanc, et sont utilisées en tant qu'ébauches pour les opérations suivantes, par exemple pour le fraisage des dentures ou autres.
D'autre part, la pratique fait apparaître que dans la fabrication des pièces de forme du type roues dentées, seules sont rationnelles les méthodes de formage plastique de.,-
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précision, qui excluent totalement la nécessité d'usiner la .denture par outil tranchant.
Ce qui vient d'être dit s'explique par le fait que la présente de dents forgées sur l'ébauche complique fortement son usinage par procédé mécanique, et que la faible économie de métal obtenue grâce au matriçage de la denture ne compense pas les complications importantes de la fabrication et les difficultés de la finition de ces ébauches par outil tranchant.
Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients cités plus haut.
On s'est donc posé la tâche de créer un procédé d'obtention de pièces finies aux cotes par formage plastique; c'est-à-dire un procédé susceptible de permettre la fabrica- tion de pièces de forme, par exemple de roues dentées et de pignons de chaîne, qui ne nécessiteraie@t/aucun usinage de fini- tion complémentaire et dont le degré de fini et la précision de la forme et des cotes essentielles rendraient/possible leur montage sur les machines directement après matriçage.
La solution consiste en un procédé de fabrication de pièces de forme, par exemple de roues dentées et de pignons de chaîne, par défonçage, refoulement et déformation par pression radiale de l'ébauche, dans lequel, selon l'invention la déformation de l'ébauche par pression radiale est réalisée simultanément avec son refoulement sur le mandrin qui l'a défoncée, les forces actives de déformation étant appliquées dans plusieurs directions -trois au moins - de façon à assu- rer le fluage multidireotionnel du métal et le formage d'une pièce finie aux cotes en un seul cycle de travail.
Pour la réalisation de ce procédé on peut aussi employer une matrice pour presse, comportant deux poinçons principaux situés l'un en face de l'autre avec possibilité de
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rapprochement pour refouler l'ébauche, et un mandrin monté sur l'un desdits poinçons, destiné à défoncer 1'orifice cen- frai de base dans l'ébauche. Selon l'invention, la matrice est dotée de poinçons auxiliaires montés mobiles dans des glissières radiales de l'un des poinçons principaux. Les poinçons auxiliaires sont situés entre les poinçons princi- paux. Les surfaces des poinçons principaux recouvrent les portions actives des poinçons auxiliaires dont ils assurent le guidage pendant le rapprochement.
Les poinçons auxiliaires sont réalisés composites, leurs portions actives étant fixées de façon à permettre leur déplacement (fixation flottante) dans la direction de rappro- chement des poinçons principaux, assurant de ce fait l'adhéren- ce efficace des poinçons auxiliaires contre les surfaces ac- tives des poinçons principaux et le formage de la pièce sans bavure.
L'un des poinçons principaux sert en même temps de butée limitant le rapprochement radial des poinçons auxiliaires.,
A cet effet, les poinçons auxiliaires sont dotés de saillies.
Le poinçon principal pourvu de glissières radiales dans lesquelles coulissent les poinçons auxiliaires, forme avec ceux-ci un seul ensemble : la tête amovible de la matrice.)
Dans le cas de l'utilisation de la matrice proposée sur des presses ne possédant par d'organes moteurs dans la direction radiale, on la dote d'un dispositif qui assure le rapprochement radial des poinçons auxiliaires. Ce dispositif se présente sous la forme de coins de butée montés sur la plaque de la presse. La surface active de chacun de ces coins de butée coopère avec le bout du poinçon auxiliaire respectif qui est biseauté.
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Afin de décharger la tête de la matrice des sollici- tations dues au refoulement de l'ébauche, l'un des poinçons principaux est réalisé mobile dans la direction de déplacement de l'organe actif de la presse. Il se déplace sous l'action de l'autre poinçon principal et il s'appuie sur un tampon, par exemple pneumo-hydraulique, qui produit une contre- pression indépendante de l'organe actif de la presse. Cette contre-pression assure le refoulement de l'ébauche.
.
Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par un exemple d'exécution concret et par des dessins en annexe, qui représentent - la figure 1, le schéma de principe de la matrice, celle-oi étant en position de départ avec l'ébauche en place ; - la figure 2,même dispositif au moment du rappro- chement des poinçons principaux (défonçage et refoulement de l'ébauche).
Les flèches indiquent le sens de déplacement des poinçons et des efforts appliqués ; - la figure 3, même dispositif au moment du rappro- chement des poinçons auxiliaires (déformation par pression radiale et refoulement de l'ébauche) ; - la figure 4, une pièce fabriquée par le procédé proposé (coupe axiale); .. la figure 5, même dispositif (vue de dessus) ; - la figure 6, le schéma de principe de la matrice ne '-pour une presse%possédant pas d'organes mobiles dans la direc- tion radiale ; variante d'exécution dans laquelle les poinçons auxiliaires sont liés de façon à former un seul ensemble avec le poinçon principal inférieur ; - la figure 7, même dispositif;
variante d'exécution dans laquelle les poinçons auxiliaires sont liés de façon à former un seul ensemble avec le poinçon principal supérieur ;
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- la figure 8, même dispositif avec tampon pour le refoulement de l'ébauche ; la matrice est en position de départ (variante d'exécution) ; - la figure 9, même dispositif au moment de la, déformation par pression radiale et du refoulement de l'ébauche ; -. la figure 10, un poinçon auxiliaire, vue de côté (variante d'exécution) ; - la figure 11, même dispositif en vue de dessus.
Le dispositif proposé pour la fabrication des pièces de forme, par exemple des roues dentées, est une matrice (fig. 1, 2,3) qui se compose de deux poinçons principaux alignés 1 et 2, ayant la faculté de se rapprocher. Ces poin- çons principaux refoulent l'ébauche 3. Leurs surfaces actives, 4 et 5 respectivement, ont une forme appropriée et assurent le façonnage des flancs de l'ébauche 3.
Les poinçons auxiliaires 6 sont situés dans un même plan, radialement autour des poinçons principaux 1 et 2 et d'équerre à leur axe longitudinal. Les poinçons 6 pressent l'ébauche dans la direction radiale et façonnent essentiel- lement sa surface extérieure. Au cours de la compression, il@ s'approchent du centre eh coulissant dans les glissières. radiales de l'un des poinçons principaux. Leur nombre est déterminé par le nombre d'éléments de forme qui doivent être réalisés sur le pourtour de l'ébauche, par exemple de dents s'il s'agit d'engrenages ou de pignons de chaîne.
Un des poinçons principaux, par exemple le poinçon
1, est doté d'un mandrin 7 qui défonce l'ébauche 3 et façonne ' l'orifice central. La forme du mandrin 7 est déterminée par la forme de lorifice à réaliser, aussi ce mandrin peut-il
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8tre cylindrique, conique, lisse ou cannelé.
Les surfaces actives 4 et 5 des poinçons principaux 1 et 2 recouvrent totalement les portions actives (abouts) 9 des poinçons auxiliaires 6, qui pénètrent dans l'ébauche entre les poinçons principaux 1 et 2, et, par conséquent, la zone ¯ d'écoulement plastique du métal.
Une fois rapprochées, les surfaces 4 et 5 des poin- çons principaux 1 et 2 jouent le rôle de glissières pour le déplacement des poinçons auxiliaires 6. Etant donné que les portions actives 9 des poinçons auxiliaires 6 sont réalisées mobiles (flottantes) dans la direction de rapprochement des poinçons principaux, elles adhèrent intimement aux surfaces actives 4 et 5 des poinçons principaux 1 et 2. Grâce à ce fait, on obtient un façonnage uniforme de la denture sur toute sa hauteur et on évite la formation de bavures frontales et radiales sur la pièce.
L'ébauche 3 est confectionnée suivant l'une des j méthodes connues. Elle peut avoir un orifice ou non. En présence d'un orifice dans l'ébauche, son diamètre doit être inférieur diamètre extérieur mandrin différence inférieur au diamètre extérieur du mandrin 7, la différence étant celle nécessaire pour obtenir un remplissage complet, par le métal, des reliefs ménagés sur le mandrin 7.
Pour l'exécution d'une pièce on pose l'ébauche 3 sur la surface active 5 du poinçon principal 2, puis on fait rapprocher les poinçons 1 et 2 (fig. 1).
Au fur et à mesure du rapprochement des poinçons
1 et 2, le mandrin 7 pénètre dans l'ébauche 3 et y défonce l'Orifice 8 ; après mise en contact des surfaces actives 4 et
5 des poinçons principaux 1 et 2 avec l'ébauche 3, ces derniers
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commencent le refoulement (fig. 2). ,
Le rapprochement des surfaces actives 4 et 5 des ' poinçons principaux 1 et 2 est limité par la hauteur "a" des portions actives des poinçons auxiliaires 6, qui fixent ainsi, l'écartement des poinçons 1 et 2 en fin de course, et ainsi la hauteur "b" de la denture 10 sur la pièce (fig. 4).
La mise en contact des portions actives 9 des poin- çons auxiliaires 6 avec les surfaces actives 4 et 5 des poin- çons principaux 1 et 2 marque la fermeture de la matrice.
Ceci fait, la course active des poinçons auxiliaires 6 commence,
Ils coulissent comme dans des glissières dans l'intervalle entre les surfaces actives 4 et 5 des poinçons principaux 1 et 2, et compriment l'ébauche 3 dans la direction radiale (fig. 3).
Le mode de travail et la cinématique de la matrice assurent l'application sur l'ébauche 3 de forces actives pro- duites par les éléments mobiles respectifs (poinçons 1, 2 et
6) de la matrice dans plusieurs directions différentes, trois au minimum. Il en résulte un éooulement intensif multidirec- tionnel du métal et le façonnpge par déformation plastique des éléments de la pièce qui est obtenue finie et aux cotes.
. Ainsi, par suite de la pénétration du mandrin 7 dans l'ébauche 3, le métal est refoulé du centre à la périphérie . dans la direction radiale et vers les flancs de l'ébauche 3.
Si le mandrin 7 a une forme cannelée, par exemple, lorsqu'il pénètre dans l'ébauche 3, il apparatt également des conditions provoquant l'écoulement contraire du métal dans la direction radiale, de la périphérie au centre.
-Pendant le refoulement de l'ébauche 3 entre les poinçons principaux 1 et 2, le métal flue dans la direction radiale, tant vers la périphérie que vers le centre de l'é- bauche 3.
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Lors de la compression radiale, par suite du serrage de l'ébauche 3 sur tout son pourtour, il apparaît des condi- tions provoquant le fluage du métal vers les flancs de la piè- ce 11 et 12 et aussi dans la direction radiale, de la périphé- rie au centre et du centre à..la périphérie, c'est-à-dire à contresens par rapport au déplacement des poinçons principaux ! 1 et 2.
De cette façon, dans le procédé proposé, lorsque l'ébauche 3 est déformée par les poinçons mobiles 1,2 et 6, il se produit un écoulement multidirectionnel du métal et il y a façonnage des surfaces de forme sur la pièce par reproduc- tion de la forme des éléments de la matrice en contact avec l'ébauche. En une seule course de l'outil, toutes les surfaces de la pièce orientée dans diverses directions prennent la forme complexe demandée.
Grâce au fait que les poinçons auxiliaires 6 façon- nant la denture 10 de la pièce sont liés en un seul ensemble avec le mandrin 7 et l'un des poinçons principaux, par exemple le poinçon 1, que les déplacements actifs dans la direction radiale de tous les poinçons auxiliaires 6 sont limités par le poinçon principal, et que le rapprochement des poinçons principaux 1 et 2 est limité par les poinçons auxiliaires, on a les conditions nécessaires pour obtenir une pièce dont les surfaces de forme seront finies et aux cotes, à savoir : la denture 10, l'orifice central 8 et les flancs 11 et 12 (fig. 4, 5).
En qualité de dispositif moteur imprimant les mouve- ments actifs aux éléments mobiles de la matrice, il y a avan- tage à utiliser une presse spéciale comportant un organe mobile principal (coulisseau) et un nombre déterminé de coulisseaux
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auxiliaires disposés radialement autour du coulisseau principal et ayant la faculté de se déplacer perpendiculairement par rapport à son axe longitudinal.
Pour la fabrication de pièces de forme par le prooédé, proposé, on peut également utiliser des presses standards à simple effet, c'est-à-dire des presses ne comportant qu'un seul organe actif. Dans ce cas, pour actionner les poinçons auxiliaires 6 il est nécessaire de prévoir un dispositif susceptible d'assurer leur déplacement actif, pour la compres- sion dans la direction radiale, et leur rappel à la position de départ.
En tant que dispositif assurant le rapprochement radial des poinçons auxiliaires 6 par transformation du mouve- ment de translation du coulisseau de la presse 13, on utilise un dispositif (fig. 6, 7) se présentant sous la forme de la surface oblique du biseau 14 en bout des poinçons auxiliaires 6 et de coins de butée 15 fixés sur la plaque porte-matrice 16 et comportant des surfaces actives analogues à celles des biseaux des poinçons.
Les poinçons auxiliaires 6 peuvent être liés de façon à former un seul ensemble dit tête, soit avec le poinçon prinoipal inférieur 2 (fig..6), soit avec le poinçon principal supérieur 1 (fig. 7).
L'un des poinçons principaux, par exemple le,.poinçon 1, est lié à la plaque porte-matrice 17 (fig. 6), et le second poinçon principal 2, qui porte les poinçons auxiliaires 6, s'appuie sur un dispositif tampon et est monté mobile dans la plaque porte-matrice 16. Ce dernier poinçon peut se déplacer sous l'action du premier poinçon 1, dans la direction du mouvement de @ dernier. La plaque 16 ou la plaque 17, indif-
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féremment, se fixe au coulis s eau 13, la seconde plaque se fixant à la table de la presse 18.
Ainsi réalisé, le dispositif décrit transforme le déplacement actif reotiligne du coulisseau 13 et du poinçon principal qui lui est lié, 1 par exemple, en déplacement des poinçons auxiliaires 6 dans des directions radiales, et, en même temps, il enoaisse la composante verticale de l'effort de refoulement de l'ébauche 3.
Si l'un des poinçons principaux, le poinçon 2 par exemple, s'appuie sur un dispositif tampon puissant, par exemple pneumo-hydraulique, dont la pression sur le poinçon principal 2 est indépendante de l'angle d'inclinaison de la surface activa du coin de butée 15 et, par conséquent, de l'effort sur le coulisseau 13, cette pression étant suffisante pour le refoulement de l'ébauche 3 au cours de sa compression dans la direction radiale, la contre-pression produite par le tampon déchargera totalement la tête de la matrice de l'ef- fort de refoulement, et la fermeture de la matrice suivant la surface activa de l'un des poinçons principaux se fera indé- pendamment de la pression sur le coulisseau de la presse 13.
Ci-dessous, on décrit une variante de réalisation constructive d'une matrice dotée d'un dispositif pour le rap- prochement radial des poinçons auxiliaires et d'un tampon. puissant.
La matrice est réalisée sous la forme d'un paquet à colonnettes de guidage (fig. 8 et 9). Le paquet comporte une plaque supérieure 17 et une plaque inférieure 16 liées entre elles par les colonnettes 19.
La portion active du poinçon principal supérieur 1 entrant en contact avec l'ébauche 3 au cours du matriçage, est
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réalisée soue la forme d'une rondelle plate de configuration appropriée, assurant le façonnage des flancs et des éléments de forme du moyeu de la pièce. La rondelle est confectionnée en,.acier fortement allié, aveo un haut degré de fini de la surface active. Elle'est fixée par des via (non représentées sur le dessin) au porte-.poinçon:20 qui est une pièce massive ronde dans le plan, et qui constitue pour ainsi dire le prolongement de la surface active du poinçon 1. La face du porte-poinçons 20 est dotée de glissières radiales 21 dans lesquelles sont montés à ajustement glissant les poinçons auxiliaires 6.
Le disque 22, lié au porte-poinçons 20 par les vis 23 passant dans les intervalles libres entre les poinçons auxiliaires 6, serre ces derniers contre la face du porte-poinçons 20 et solidarise les pièces énumérés, qui constituent un seul ensemble dit tête de matrice.
Dans l'alésage central du porte-ponçons se fixe le mandrin 7 qui comporte une portion active cylindrique et une partie d'entrée oonique. Etant donné que le mandrin 7 est un élément fortement sollicité de la matrice, il est confectionné en acier à outils fortement allié ou en carbure.
Le poinçon prinoipal supérieur 1, monté fixe par rapport au porte-poinçons 20 et au mandrin 7, joue en même temps le rôle de butée limitant le déplacement radial des poinçons auxiliaires 6 lors de leur pénétration dans l'ébauche
3. Ceci est assuré par des saillies 24 ménagées sur les poin- çons auxiliaires 6, ces saillies butant contre la surface périphérique du poinçon principal.1.
La fixation rigide, sur une même base, du mandrin 7 et du poinçon principal 1, qui sert de butée aux poinçons auxiliaires 6 lors de leur déplacement radial, garantit la
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coaxialité de la couronne dentée 10 de la pièce par rapport à son orifice central 8 (fig. 4 et 5).
Pendant le façonnage, le métal est comprimé par les poinçons 6 qui pénètrent dans l'ébauche 3 de tous les côtés et le métal enserre très intimement le mandrin 7. C'est pourquoi il est prévu dans la matrice un arrache-pièce puissant (non représenté sur le dessin) qui est actionné par l'électeur de la presse (non représenté sur le dessin) quand le coulisseau 13 remonte après avoir fait sa course utile (fig. 9).
Le poinçon principal supérieur 1, le mandrin 7, les poinçons auxiliaires 6 et l'arrache-pièce, montés sur le porte-poinçons 20 et liés par le disque 22, forment un seul ensemble dit tête de matrice. Cet ensemble est fixé par des crapauds pivotants 25 à la plaque porte-matrice supérieure 17.
Une telle construction permet la dépose et la pose rapide de la tête de matrice.
Les éléments de la matrice les plus sollicités pendant le travail sont ses poinçons auxiliaires 6 et, en premier lieu, leurs portions actives (abouts) 9 qui s'enfon- cent dans le métal. Pour diminuer le prix de l'outil, les abouts d'usure 9 des poinçons auxiliaires 6 sont réalisés facilement amovibles, de dimensions minimales et de forme simple (fig. 10 et 11). En outre, les poinçons auxiliaires 6 ont un corps 26 réalisé sous la forme d'un barreau dont la section va en augmentant lorsqu'on s'éloigne de l'about.
Les corps de poinçon 26 ont des surfaces d'appui plates qui viennent en contact avec le porte-poinçons 20 et le disque 22 de la tête de matrice, ainsi que des glissières 27 pour le déplacement radial dans le porte-poinçons 20, en coopération avec les glissières 21 de celui-ci (fig. 8 et 9).
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L'about de poinçon se fixe dans la rainure du corps 26.
La vis 28 assure la fixation mobile (flottante) de l'about 9, rendant possible son glissement dans la direction verticale. Lors de sa pénétration dans l'ébauche 3 l'about peut ainsi adhérer intimement aux surfaces actives 4 et 5 des : poinçons supérieur 1 et inférieur 2, et lors du façonnage de la pièce, prévenir l'écoulement du métal le long de la surface - de fermeture de la matrice, permettant d'obtenir une pièce sans bavures.
L'ébauche 3 se place sur le poinçon principal infé- rieur 2. La fixation au poinçon s'effectue soit par le diamètre extérieur du mqeu de l'ébauche, soit par l'orifice central 8.
Le poinçon principal inférieur 2 est monté mobile dans la plaque porte-matrioe inférieure 16, et il est aussi réalisé composite. Sa surface active 5 est constituée d'une rondelle plate creusée d'une façon appropriée pour le façonnage du moyeu et du flanc inférieur de la pièce. Cette rondelle est en acier à outils fortement allié et deux vis (non représentées sur le dessin) la fixent au poinçon principal 2.
La particularité constructive de la matrice permet de l'utiliser également sur les presses de série à simple effet.
La matrice proposée (fig 8 et 9) est utilisée, par exemple, sur une presse qui ne possède qu'un seul organe, mobile le coulisseau 13.
Pour transformer le déplacement vertical du coulis- seau 13 en déplacement radial des poinçons auxiliaires 6, on utilise un dispositif constitué de biseaux 14 (surfaces obli- ques) usinés sur les bouts arrière des poinçons auxiliaires 6
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sous un angle de 30 , et des coins de butée 15 comportant des biseaux analogues sur leur côté actif*
L'un des poinçons principaux, par exemple le poin- çon 2, est réalisé mobile dans la direction de déplacement du coulisseau 13. Il descend sous l'action du poinçon principal 1 et permet, durant le façonnage de l'ébauche, la descente du ooulisseau de la presse et l'entrée en action du dispositif déplaçant les ,poinçons auxiliaires 6 dans des directions radiales.
L'effort nécessaire pour refouler l'ébauche 3 et serrer les portions actives 4 et 5 des poinçons principaux 1 et 2 contre les poinçons auxiliaires 6 qui pénètrent dans l'ébauche 3 !effort de fermeture de la matrice), est produit par le dispositif tampon 29, par exemple pneumo-hydraulique, situé sous la plaque 18' dans la table 30 de la presse.
A l'aide d'un dispositif analogue assurant la trans- formation du déplacement vertical du coulisseau 13 en dépla- cement horizontal des poinçons auxiliaires 6, pour le refoule- ment de l'ébauche 3, on peut substituer au tampon 29, par exemple, la composante verticale de 1 effort perçue par les biseaux 14 des poinçons auxiliaires 6. Dans ce cas, il n'est plus nécessaire d'avoir un tampon 29, mais la tête de matrice sera sollicitée par des efforts d'extension de valeur égale à celle de l'effort de refoulement de l'ébauche.
Le façonnage de la pièce peut être réalisé tant à froid qu'à chaud. Pour le matriçage de pièces à chaud, on prévoit dans la matrice un système pour le refroidissement par eau de ses éléments en contact avec le métal chaud. Est également prévu le graissage des éléments mobiles de la matrice, ce graissage étant effectué d'une façon continue pendant le travail, à partir de la centrale de graissage de la presse.
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Les particularités constructives de la matrice et son arrangement général assurent un fonctionnement sûr et pro- longé de tous ses éléments,
Le fait que l'ensemble vital de la matrice, sa tête comportant des éléments mobiles, est disposé à la partie supérieure, permet de réduire le temps de contact des poinçons et des autres éléments de la matrice avec la pièce, ce qui est particulièrement important lors du matriçage à chaud.
Cela diminue, en même temps, la probabilité d'encrassement des glissières sur les pièces mobiles de la matrice.
Les glissières radiales 21, suivant lesquelles se déplacent les poinçons auxiliaires 6, sont déportées en dehors de la zone de façonnage et elles sont situées un peu plus haut que la surface active 4 du poinçon principal 1 et, partant, du flanc supérieur de la pièce à façonner, De ce fait, elles se trouvent éloignées de la zone des fortes contraintes mécaniques et thermiques, et de la source d'en- crassement, ce qui permet d'avoir sur-les glissières 21 du déplacement radial des poinçons auxiliaires 6 un film de lubrifiant permanent, et d'obtenir pratiquement une direction . précise du déplacement des poinçons auxiliaires 6. ice
La matrice est. universelle. On peut utiliser le paquet d'une matrice pour le matriçage d'un grand nombre de pièces différentes, en n'y faisant que des changements de réglage peu importants.
Cela est obtenu en introduisant dans la construction du paquet de la matrice des éléments tels qu'en les variant on puisse facilement modifier le réglage de la matrice. Par exemple : a) la fixation de la tête de la matrice à la plaque
17 par des crapauds pivotants 25 permet d'exécuter en quelques
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minutes la dépose de la tête de matrioe et la mise en place d'une autre tête comportant, par exemple, un nombre différent de poinçons auxiliaires 6 ; b) la fixation des butées 15 à l'aide de taquets coulissants 31 et de vis 32, permet de changer la position des butées 15 en fonction du nombre de poinçons auxiliaires 6 sur la tête de matrice (fig. 8).
L'avantage du procédé pour la fabrication des pièces de forme et de la matrice pour réaliser ce procédé, est la possibilité d'automatisation du processus et d'exécu- tion simultanée du façonnage avec d'autres opérations.
L'utilisation d'un schéma assurant d'un seul coup le façonnage de l'ébauche, la possibilité de réchauffage de l'ébauche hors de la matrice, l'exclusion du repérage et de la fixation précise de l'ébauche avant le matriçage, l'auto- matisation de l'amenée de l'ébauche dans la matrice et de l'évacuation de la pièce hors de la matrice, tout cela permet d'obtenir un grand rendement au façonnage, la production étant pratiquement égale au nombra de coups de presse, c'est- à-dire à 20-50 pièces par minute,
La vitesse élevée de façonnage fait que la perte des calories reçues par l'ébauche au réchauffage est insigni- fiante. Ceci permet de conjuguer le processus de façonnage de la pièce avec son traitement thermique.
Aussi, immédiate- ment après le façonnage soumet-on la pièce à la trempe, en réalisant ainsi le traitement thermoméoanique du métal.
Par suite de la déformation plastique du métal, ses caractéristiques physico-mécaniques augmentent considérable- ment. Les éléments forgés des pièces de forme, par exemple
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les dente d'engrenage. ou de pignons de chaîne, ont une couche superficielle duroie ; leurs charges de rupture statiques et dynamiques augmentent de 20 %, et leur tenue à l'usure devient de 1,3 à 1,4 fois supérieure à celle des dents usinées par outil tranchant.
Un autre avantage du procédé proposé consiste en ce qu'il est possible d'utiliser des ébauches moins précises, obtenues par exemple par moulage ou matriçage, et d'obtenir dans ce cas aussi des pièces de grande précision.
L'efficacité technico-économique du procédé de façon- nage en question, appliqué par une usine soviétique à-la fabrication de pignons de chaîne, est très importante. La productivité aux opérations de formage de la denture a aug- menté de 30 fois. L'économie de métal s'élève à 20 %. Une seule presse équipée de la matrice proposée a remplacé près de 30 machines à tailler les engrenages et a libéré près de
600 m2 d'aire de production.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de pièces de forme, par exemple de roues dentées et de pignons de chaîne, par défonçage de 1 orifice central de base dans l'ébauche, refoulement et compression radiale de l'ébauche, caractérisé par le fait que la oompression radiale de l'ébauche est réalisée simultanément avec son refoulement sur le mandrin qui l'a défoncée, les forces actives étant appliquées dans plusieurs directions - trois au mois - de façon à assurer le fluage multidirectionnel du métal et lefaçonnage d'une pièce finie aux cotes en un cycle de travail.