Brevet FR2141891A1 — publié le 19730126

La présente invention concerne un procédé de fabrication dlune pièce métallique, cette pièce étant du type comprenant un corps à peu près cylindrique et une ou plusieurs saillies s'étendant à peu près à angle droit par rapport à" l'axe du corps. Un procédé suivant l'invention comprend les phases suivantes a) on part d'un barreau métallique à peu près cylindrique dont la longueur axiale est supérieure à la longueur axiale du corps de la pièce que l'on désire fabriquer, mais dont le volume est à peu près égal au volume de cette pièce, b) on place le barreau dans une matrice délimitée entre au moins deux éléments de matrice mobiles l'un par rapport à l'autre, le mouvement relatif des éléments de matrice permettant leur séparation de sorte que la pièce finie peut être enlevée de la matrice, c) on déplace deux poinçons par rapport à la matrice de façon à exercer simultanément une pression aux extrémités opposées du barreau métallique et réaliser ainsi un processus d'extrusion surle barreayla matrice ayant une forme telle que, pendant cette extrusion, le métal flue dans une direction à peu près perpendiculaire à l'axe du barreau pour former la ou chaque partie en saillie de la pièce, et d) on sépare les éléments de matrice et on enlève la pièce extrudée de la matrice. De préférence l'extrusion est réalisée de telle façon que chacun des deux poinçons extrude le même volume de métal à peu près à angle droit par rapport à l'axe du barreau pour obtenir la ou chaque partie en saillie. De préférence l'agencement est tel qu'au cours de l'extrusion, le volume de métal qui flue vers l'extérieur à partir de la périphérie du barreau pour former la ou chaque partie en saillie est symétrique par rapport à l'axe du barreau de sorte que le centre de gravité de la pièce ainsi réalisée se trouve sur l'axe du corps de la pièce. De préférence lorsque la pièce ne comprend qu'une seule partie en saillie, cette saillie est réalisée sous forme d'une collerette périphérique. On notera que la pièce réalisée suivant le procédé décrit ci-dessus peut être amenoeà subir un traitement ultérieur tel que, par exemple, une opération de cisaillement, avant l'obtention du produit fini désiré. C'est ainsi, par exemple, que pour obtenir un produit fini comportant trois doigts en saillie répartis de façon irrégulière autour de l'axe d'un corps à peu près cylindrique de la pièce, il peut etre nécessaire de réaliser une pièce extrudée initiale comportant quatre doigts en saillie répartis régulièrement, puis de supprimer par exemple par cisaillement l'un des doigts de la pièce extrudée de façon à obtenir le produit fini souhaité. Le procédé suivant l'invention va etre décrit plus en détail en se référant au dessin annexé donné à titre d'exemple et sur lequel la figure unique est une vue en coupe représentant une phase d'un procédé suivant l'invention. En se référant au dessin, dans l'exemple choisi, une pièce métallique est fabriquée en effectuant une opération d'extrusion sur un barreau cylindrique 11 en acier doux de section transversale circulaire, dont la longueur suivant l'axe est de 150 mm environ et dont le diamètre est de 25 mm environ. Pour effectuer l'extrusion, le barreau est d'abord placé dans une matrice 12 délimitée entre deux éléments de matrice 13, 14 pouvant etre déplacésl'un par rapport à l'autre. La matrice 12 comprend un alésage cylindrique 15 dans lequel le barreau lI est reçu et quatre passages cylindriques 16 espacés angulairenrtde façon régulière, communiquant avec l'alésage 15 entre les extrémités de ce dernier, les axes des passages 16 se trouvant dans un même plan et s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'alésage 15. Les éléments de matrice 13, 14 Ont partie d'un ensemble de matrice 17 qui est monté de façon élastique sur un socle ouuneembase (non représenté) de façon à pouvoir se déplacer suivant une direction parallèle à l'axe de l'alésage 15. Les éléments de matrice 13, 14 sont mobiles en fonctionnement de façon à permettre leur séparation et par conséquent l'extraction d'une pièce extrudée, hors de la matrice 12. Le plan d'ouverture de l'ensemble de matrice 17, défini par les surfaces en contact des éléments de matrice 13, 14, lorsque les éléments sont dans leur position de fonctionnement normal, est choisi de façon à se trouver dans un plan qui contient les axes des passages 16 et le barreau 11 est placé dans l'alésage 15 de sorte qu'une extrémité 18 de ce barreau se trouve à 97, 5 mm environ du plan d'ouverture de la matrice. Lorsque le barreau 11 est en place, l'opération d'extrusion nécessaire pour obtenir la pièce souhaitée est exécutée en utilisant une presse de 300 tonnes ayant une course de travail de 75 mm environ. La presse comprend deux poin çons 19 qui, avant l'actionnement de la presse sont amenés en contact avec les extrémités opposées respectives du barreau 11 et qui sont déplacés lors d'une course de travail de la presse de distances égales c'est-à-dire de 37, 5 mm environ dans l'alésage 15. Les poinçons 19 exercent par conséquent une force égale comprise entre 65 et 70 tonnes sur les deux extrémités du barreau 11, simultanément, de sorte que le métal flue à partir du barreau 11 suivant une direction à peu près perpendiculaire à l'axe de ce barreau 11 et pénètre dans les passages 16.La pièce extrudée (non représentée) ainsi réalisée est constituée par un corps cylindrique de 75 mm de long environ et ayant un diamètre de 25 mm environ comportant quatre saillies identiques, réparties de façon régulière autour de la périphérie du corps. Chacune des saillies a un diamètre, déterminé par le diamètre interne du passage respectif 16,de 19 mm environ et l'extrémité libre de chaque saillie se trouve à la circonférence d'un cercle de rayon de 44 mm environ centré sur l'axe du corps. La pièce finie est alors extraite de la matrice 12 en séparant les éléments de matrice 13, 14 et, si nécessaire, elle est traitée ensuite pour obtenir l'article fini souhaité. On notera que dans l'exemple ci-dessus chaque poinçon est déplacé de la même distance lors d'une course de travail de la presse de sorte que chacun des poinçois extrude le même volume de métal à partir du barreau 11. De cette manière en égalisant les contraintes dans les poinçons 19 lors d'un procédé d'extrusion, il s'est avéré que la durée de vie de ces poinçons est considérablement augmentée. De plus, on notera que dans l'exemple ci-dessus le volume de métal qui flue perpendiculairement vers l'extérieur à partir de la périphérie du barreau pour former les saillies de la pièce extrudée est symétrique par rapport à l'axe du barreau de sorte que le centre de gravité de la pièce se trouve sur l'axe du corps cylindrique de cette pièce. Comme mentionné ci-dessus, dans certains cas, il peut etre souhaitable de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention pour obtenir tout d'abord une pièce extrudée initiale dont la forme diffère de celle de la pièce finie souhaitée, mais dont le centre de gravité se trouve sur l'axe du corps cylindrique de la pièce, la pièce extrudée subissant ensuite un traitement ultérieur pour obtenir la pièce finie. On notera que le procédé suivant l'invention peut également etre utilisé pour réaliser une pièce extrudée comportant une collerette périphérique qui s'étend vers l'extérieur à partir du corps cylindrique de cette pièce, à angle droit par rapport à l'axe de ce corps. On notera également que lorsqu'il est nécessaire d'utiliser le procédé suivant l'invention pour obtenir une pièce à partir d'un matériau qui subit un écrouissage important il peut dans certains cas etre nécessaire de réaliser l'opération d'extrusion en plusieurs phases. Par exemple, s'il est nécessaire de réaliser une opération d'extrusion en deux phases, la première phase per mettra d'obtenir une ébauche partielle ment formée, qui sera ensuite traitée pour supprimer l'écrouissage, après quoi la deuxième phasesera exécutée pour obtenir la pièce finie. REVENI)TCATfONS 1 - Procédé de fabrication d'une pièce métallique du type comprenant un corps à peu près cylindrique et au moins une saillie s'étendant à peu près perpendiculairement à l'axe du corps, caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes a) on part d'un barreau métallique à peu près cylindrique dont la longueur axiale est supérieure à la longueur axiale du corps de la pièce que l'on désire fabriquer, mais dont le volume est à peu près égal au volume de cette pièce, b) on place le barreau dans une matrice délimitée entre au moins deux éléments de matrice mobiles l'un par rapport à l'autre, le mouvement relatif des éléments de matrice permettant leur séparation de sorte que la pièce finie peut être enlevée de la matrice, c) on déplace deux poinçons par rapport à la matrice de façon à exercer simultanément une pression aux extrémités opposées du barreau métallique et réaliser ainsi un processus d'extrusion sur le barreau, la matrice ayant une forme telle que, pendant cette extrusion, le métal flue dans une direction à peu près perpendiculaire à l'axe du barreau pour former la ou chaque partie en saillie de la pièce, et d) on sépare les éléments de matrice et on enlève la pièce extrudée de la matrice. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que llopéra- tion d'extrusion est adaptée pour que chacun des deux poinçons extrude le même volume de métal à peu près perpendiculairement à l'axe du barreau pour former la ou chaque partie en saillie. 3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agencement est tel qu'au cours de l'extrusion, le volume de métal qui flue à l'extérieur à partir de la périphérie du barreau pour former la ou chaque partie en saillie est symétrique par rapport à l'axe du barreau. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agencement est tel que lors de l'extrusion, le volume de métal qui flue vers l'extérieur à partir de la périphérie du barreau pour former la ou chaque partie en saillie est symétrique par rapport à l'axe du barreau de sorte que le centre de gravité de la pièce ainsi réalisée se trouve sur l'axe du corps de la pièce. 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce ne comprend qu'une seule partie en saillie et cette saillie est réalisée sous la forme d'une collerette périphérique. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'opération d'extrusion est réalisée en plusieurs phases et un traitement thermique est réalisé entre deux phases de l'opération d'extrusion, pour supprimer 1 'écrouissage.