Brevet FR2288571A1 — publié le 19760521

a présente invention concerne un procédé pour le laminage transversal sans chute ou avec peu de chutes de pièces de révolution de forme allongée, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. On connais des procédés de laminage transversal de pièces de révolution de forme allongée dans lesquels, à la fin du processus de formage, Jes pièces laminées produites par des outils ayant un profil en forme de coin, de préférence des pièces dont les parties de forme situes à l'extérieur présentent un diamètre plus petit que le diamètre de l'ébauche initiale, comportent à leurs extrémités des parties restantes de l'ébauche initiale qui doivent être sectionnées des pièces laminées transversalement dans une opération succédant à l'opé- ration de formage et se traduisant par des pertes de matière sous la forme de chutes. B1importance des pertes de matière, qui est généralement comprise entre 10 et 30% du poids des ébauches, est déterminée par différents parametres en fonction de la technologie et de la géométrie des outils et elle ne peut pas être réduite en-dessous d'une valeur minimale qui a été déterminée par des essais de laminage. Il est pas possible de réduire les chutes en dessous de cette valeur minimale déterminable pour les raisons suivantes : 10) - par suite de la répartition de tensions se produisant lors du laminage transversal, les parties de pièce situées à proximité de la surface de l'ébauche initiale sont plus fortement déformées que celles situées a' proximité de l'axe de l'ébauche. Il se produit des cavités en forme d'entonnoir, à la fin du processus de formage, dans les cotés frontaux de la pièce, ces cavités commençant à partir de l'extérieur et progressant arialemen en direction du centre de la pièce. 20) - à mesure que se poursuit la déformation axiale et que la longueur résiduelle de l'ébauche initiale diminue, cette cavité augrwente de telle sorte qu'elle conduit à des fissures dans les parties de pièce reliées au collet de rebut et il en résulte par conséquent une pièce rejetée. 30) - l'ébauche initiale à laminer est miseen rota tion, suivant ce procédé, par les épaulements de formage de 11 outil. Pour assurer cette rotation, il doit exister jusqu'à la fin du processus de formage une surface stable d'accrochage pour les épaulements de formage sur les parties en cours de formage (collets). La stabilité de cette surface d'accrochage est réduite sur le collet par la cavité décrite ci-dessus et elle conduit à un refoulement des surfaces d'accrochage contre le collet par les épaulements de formage de 11 outil et par conséquent à un patinage de l'ébauche. L'invention a pour but de réduire la perte de matière lors du laminage transversal ou bien de l'éliminer complètement en fonctionde la forme -de la pièce à laminer. L'invention a en conséquent pour but de fournir un procédé de laminage transversal dans lequel on augmente la stabilité des extrémités de l'ébauche momentanée ou de la pièce laminée transversalement pendant le formage radial et axial et/ou on décale le début due la cavité en forme d'étonnoir vers les extrémités de la pièce de formage ou bien on l'évite L'invention concerne également un dispositif pour la mise en pratique dudit procédé. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce qu' une ébauche initiale est laminée transversalement avec un pourcentage de chutes réduit, la matière avançant au cours de la déformation axiale aux extrémités de l'ébauche momentanée par rapport à l'extrémité d'axe de cette ébauche étant refoulée dans la direction de l'axe, tandis que la partie de chute réduite est sectionneependant le calibrage en étant séparée de la partie extérieure de forme de l'ébauche momentanée. Suivant un mode avantageux de réalisation de l'invention, la matière avançant par rapport à l'extrémité d'axe de l'ébauche momentanée est refoulée radialement dans la direction de l'axe d'ébauche momentanée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans le cas d'une partie extérieure de forme présentant un plus petit diamètre que le diamètre de l'ébauche initiale, il se produit à l'extrémité de lZéDauche momentané un laminage d'un collet de chute présentant une surface d'accrochage pour épaulement d'outil qui est plus petit que le diamètre de l'ébauche initiale diminué du diamètre de ls partie extérieure de forme. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, une ébauche initiale présentant un pourcentage de chutes. réduit estnise en place et laminée transversalement, auquel cas pendant le processus de formage, de préférence dans la première moitié, on produit des surfaces frontales de fonne incurvée avec accumulation de matière au voisinage de l'axe de ébauche momentanée et, 8111 extrémités de l'ébauche momentanée, la matière située dans une zone la plus éloignée de l'axe de cette ébauche est refoulée en direction dudit axe et la chute réduite est sectionnée de la partie extérieure de forme de l'ébauche momentanée pendant le calibrage. Un dispositif pour 1s mise en pratique du procedé selon l'invention est caractérisé en ce que des coins de formage sont disposés de preférence dans le dernier tiers de la zone de formage de chaque moitié d'outil de laminage transversal, de part et d'autre de l'élément de formage en forme de coin, ces coins comportant des surfaces de formage qui sont inclinées d'un anOle d'épaulement par rapport à la surface de base des coins de formage et en ce que les surfaces de formage sont réduites en forme de coin depuis le début des coins de formage jusqu'à l'extrémité de l'élément de formage en forme de coin en fonction des surfaces de forme a' réalisera Suivant une autre caractéristique de l'inventions les coins dè formage sont disposés de manière à pouvoir être réglés par rapport à l'élément de formage en forme de coin. Suivant une autre caractéristique de l'invention, même dans le cas où on descend sensiblement en dessous de la valeur minimale de chute qui était imposée jusqu'à maintenant, la stabilité de la surface d'accrochage des épaulements de formage, qui est nécessaire pour assurer la rotation de l'ébauche momentanée ou de fa pièce à laminer, est encore maintenue. La cavité en foré d'entonnoir est suffisamment faible, malgré la réduction en dessous de la valeur minimale de chute, pour ne plus produire de fissures dans l'élément de forme de l'ébau- che momentanée ou de ébauche a' laminer qui est relié au collet de chute. En outre, pour des profilés de laminage dont la partie extérieure de forme ne nécessite plus, dans le cas d'un profil rectiligne de la surface frontale et par suite d'un autre but d'utilisation et d'autres tolérances, un sectionnement latéral, on peut supprimer cette opération qui était nécessaire auparavant. Grace à l'invention, on peut profiler cette partie de forme située à l'extérieur. Suivant un autre avantage du procédé selon l'inven- tion, la perte de matière lors du laminage transversal peut être réduite jusqu'a' 50 et même au-delà de 5h . On peut laminer transversalement des ébauches-présenuant un poids réduits En outre, le prix de fabrication du dispositif pour la mise en pratique du procédé selon l'invention est extrêmement faible car il suffit d'équiper les outils de laminage existants des coins de formage nécessaires. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une ébauche initiale intervenant dans le premier exemple de réalisation de l'invention, la partie extérieure de forme présentant le plus grand diamètre, - la figure 2 représente une condition momentanée de l'ébauche où la cavité frontale commence à se former, - la figure 3 représente une autre condition momentanée de 1 'ébauche dans laquelle la matière située en avant est refoulée en direction de l'axe de l'ébauche, - la figure 4 représente une autre condition momentanée de l'ébauche à-la fin du processus de formage, - la figure 5 est une coupe d'un collet de chute intervenant dans le second exemple de réalisation de l'inven- tion, la partie extérieure de forme présentant un plus petit diamètre que l'ébauche initiale, - la figure 6 représente une condition momentanée de l'ébauche dans laquelle la cavité frontale comnence à se former. - la figure 7 représente une autre condition momentanée de l'ébauche telle que celle de la figure 6, - la figure 8 représente la pièce terminée de laminage transversal, - la figure 9 représente le collet de chute de la pièce terminée de laminage transversal, - la figure 10 représente un dispositif selon l'in- vention en vue de face, - la figure 11 est une vue en plan d'un coin de formage. Dans lue premier exemple de réalisation de l'inven- tion, l'élément extérieur de forme présente le plus grand diamètre. l'a figure i représente une ébauche initiale 1 com- portant une surface frontale plane ou approximativement plane 3 qui est orientée perpendiculairement ou approximativement perpendiculairement à la surface périphérique 2 en forme de cylindre. L'ébauche momentanée 4 représentée sur la figure 2 et présentant la partie de forme réduite 8 met en évidence déjà le début de la cavité frontale 7 se produisant â mesure que progresse la déformation axiale dans la partie restante 5, encore non déformée, de l'ébauche initiale a présentant le diamètre maximal 6. On a représenté sur la figure 3 une autre condition momentanée 9 de la meme pièce â laminer, auquel cas la partie extérieure de forme 10 a été presque complètement fornée à partir du reste 5 de l'ébauche initiale 1 tandis que la matière avançant par rapport à l'extrémité de l'axe de l'ébauche momentanée est refoulée en partie en direction dudit axe.La surface frontale de l'élément de forme 10 donne lieu à une légère accumulation de matière il et à la formation de la cavité frontale 12 dont le coutour 13 est obtenu par la surface de formage 54 et la surface de forme 55o La figure 4 représente l'ébauche momentanée 14 après terminaison du processus de formage et alors que la partie extérieure de forme 15 a été complètement formée, une chute frontale 16 subsistant sur la pièce0 Sur la figure 5, le collet de chute 20 qui a été séparé par sectionnement de la partie extérieure de forme 15 a été présenté à une échelle agrandie avec le diamètre maximal 6, le contour 21 produit par la lame de coupe et la cavité frontale 22 qui subsiste. La masse du collet de chute 20 est plus faible, selon l'invention, que lorsqu'on utilise des procédés connus. L'invention va être expliquée à l'aide d'un autre exemple dans lequel le diamètre de la partie extérieure de forme de la pièce laminée transversalement est plus petit que le diamètre de l'ébauche initiale. L'ébauche momentanée 23 représente sur la figure 6 comporte des parties de forme 24, 25 situées a' l'intérieur et correspondant au diamètre maximal 28 de l'ébauche initiale, auquel cas la partie extérieure réduite 26 n'a pas encore été formée complètement sur toute sa longueur et comporte à son extrémité un reste 27 de l'ébauche initiale dans lequel ccmmen- ce à se former la cavité frontale 29. Sur la figure 7, la partie extérieure de forme 31 ae l'ébauche momentanée 30 a atteint sa longueur correspondant à l'outil à la fin du processus de formage. Le diamètre 33 du résidu de laminage (collet de chute) 32 est tombé en-dessous du diamètre 28 du résidu 27 de l'ébauche initiale de la figure 6, auquel cas le résidu de laminage 32 présente encore une stabilité suffisante par rapport à la pression exercée par la surface d'accrochage d'épaulement d'outil 57 et la cavité frontale 34 pe pénètre pas dans la partie de forme 31 venant à la suite. La figure 8 montre la pièce terminée de laminage transversal 35 qui est obtenue à la fin de l'opération de sectionnement succédant à l'opération de formage, cette pièce comportant une partie extérieure de forme 36 quiést terminée de formage et sectionnée, ainsi que la surface frontale 37 réalisée par sectionnement du collet de chute 38 (figure 9). La figure 9 représente un collet de chute 38 qui a été sectionné et qui présente selon l'invention une masse bien plus faible, ce collet comportant une surface d'accrochage d'bpaulement d'outil 39 et la surface 40 produite par l'opéra tion de sectionnement, le diamètre 41 correspondant au diamètre de la partie extérieure de forme 36 figure 8).- Sur les figures 10 et 11, on a représenté un dispositif pour la mise en pratique du procédé selon l'invention. La figure 10 est une vue de face de ce dispositif. Sur le corps d'outil 50 il est prévu en plus de l'élément de formage 51 en forme de coin une partie réceptrice 52. Sur la partie réceptrice 52 est fixé le coin de formage 53 à l'aide de boulons 58, ce coin comportant une surface de formage 54 inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle d'épaulement 56, par exemple de 450. Ta surface de formage 54 est inclinée vers le haut à partir de la surface de base en faisant un angle de coin 60 vers l'avant à partir de ltextrémité de formage. L'inclinaison de la surface de formage 54 a été mise en évidence dans la vue en plan de la figure 11.Il en résulte que la matière avançant, comme décrit en référence à la figure 3, est refoulée radialement en direction de l'axe de l'ébauche momentanée au cours du processus de formage. La surface de forme ainsi réalisée 55 correspond à un contour correspondant à celui des accunulations de matière qui se forment sur les surfaces frontales de -l'ébauche momentanée. Be contour de la surface de formage 55 est orienté, à partir du sonmet 62 de l'angle d'épaulement 56 de la surface de formage 54 de façon à faire un angle inférieur à l'angle de coin 61 en direction de l'extrémité du coin de formage 53 et en augmentant jusqu'à la hauteur maximale du coin 53. La ç andeur de l'angle 60, 61 est fonction du profil de l'épaulement de formage 57, car les surfaces de formage et de forme 54, 55 doivent s'écarter en correspondance à l'allongement axial de l'ébauche instantanée se produisant au cours du formage, A l'aide des vis de réglage 59, on peut régler la position du coin 53 par rapport à l'épaulement 57 de sorte que le coin 53 peut, en plus de la fonction décrite, remplir en outre le rale d'un élément de freinage pour le fluage axial de la matière et qu'il peut par conséquent être utilisé pour le refoulement en bout de diamètres supérieurs å celui de l'ébau- che initiale. lors du laminage des accumulations de matière qui sont situées à proximité de l'a-e sur lea surfaces frontales des ébauches momentanées ou initiales au début de l'opération de laminage transversal ou bien dans une opération antérieures les coins de formage 53 viennent s'appliauer en un point de la surface périphérique qui est décalé vers l'arrière d'une distance déterminée par rapport aux côtés frontaux de l'ébau- che momentanée ou initiale. Cette distance est fonction de la forme et de la grandeur de l'accumulation de matière a' laminer au voisinage de l'axez REVENDICAGIONS 1) Procédé de laminage transversal de pièces à axe de symétrie et de forme allongée suivant lequel une ébauche initiale est laminée transversalement avec une partie de chute a surface périphérique de forme cylindrique et des surfaces frontales orientées essentiellement perpendiculairement, l'ébauche intermédiaire étant ensuite sectionnée pendant le cali brave, caractérisé en ce que l'ébauche initiale est mise en place dans la machine et laminée transversalement avec un pourcentage de chute réduit, auquel cas la matière se trouvant au cours de la déformation axiale aux extrémités de 1 'ébauche momentanée en avant par rapport à l'extrémité d'axe de l'ébauche est refoulée en direction dudit axe et la partie de chute réduite est séparée par sectionnement de la partie extérieure de forme de l'ébauche momentanée pendant le calibrage, 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière se trouvant en avant par rapport à l'extrémi- té d'axe de-l'ébauche momentanée est refoulée radialement en direction dudit axe. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'une partie extérieure de forme de plus petit diamètre que le diamètre de l'ébauche initiale, on lamine à l'extrémité de l'ébauche momentanée un col- let de chute présentant une surface d'accrochage d'épaulement d'outil de diamètre inférieur au petit diamètre de l'ébauche initiale diminué du diamètre de la partie extérieure de forme, 4) Procédé de laminage transversal de pièces à axe de symétrie et de forme allongée suivant lequel une ébauche initiale est laminée transversalement avec une partie de chute à surface périphérique de forme cylindrique et des surfaces frontales orientées essentiellement perpendiculairement, l'ébauche intermédiaire étant ensuite sectionnée pendant le calibrage, caractérisé en ce que cette ébauche initiale est mise en place dans la machine et laminée transversalement avec un pourcentage de chute réduit, de manière qu'il se forme pendant le processus de formage, de préférence dans la première moi- tié, une incurvation du contour des surfaces frontales avec accumulation de matière au voisinage de l'axe de l'ébauche momentanée, en ce que, aux extrémités de l'ébauche momentanée, la matière située dans la zone la plus éloignée de l'axe de l'ébauche momentanée est refoulée en direction dudit axe et la partie de chute réduite est séparée par eectionnement de la partie extérieure de forme de l'ébauche momentanée pendant le calibrage. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la phase d'accumulatimn de matière se produisant au voisinage de l'axe précède l'opération de laminage transversal 6) Dispositif pour la mise en pratique du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 comportant des moitiés d'outils de laminage transversal disposées sur des corpus de base et se composant dtéléments de formage agencés en forme de coin et comportant des surfaces de réduction inclinées et des éléments de calibrage associés à des lames de coupe disposées latéralement et/ou des lames de coupe centrales, dispositif caractérisé en ce que des coins de formage (53) sont placés de préférence dans le dernier tiers de la zone de formage de chaque moitié d'outil de laminage transversal, de part et d'autre de l'élément de formage en forme de coin (51), ces coins comportant des surfaces de formage (54) qui sont inclinées d'un angle d'épaulement (56) par rapport à la surface de base des coins (53) et en ce que les surfaces de formage (54) diminuent suivant un profil incurvé depuis le début des coins de formage (53) jusqu'à la fin de l'élément de formage en forme de coin (51) en fonction des surfaces de forme réalisées (55). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les coins de formage (53) sont réglables par rapport à l'élément de formage en forme de coin (51).