Brevet FR2299926A1 — publié le 19760903

L'invention se réfère à un procédé et à un dispositif destinés au façonnage des surfaces extérieures d'objets en xa- tériaux déforiables dont la surface extérieure est lisse ou dentée, y compris le façonnage de roues dentées droites ou coniques, d'arbres profilés, etc. On connaît déj & des des procédés de façonnage de coupes trans versales de produits en létal, par extrusion, brochage de poussée et tréfilage. En se servant de ces procédés, on emploie des éléments d'usinage dont la surface intérieure est une représentation de la surface extérieure du produit, tandis que L'usinage est effectué par application au matériau 9 travailler d'une force agissant dans la direction axiale, provoquant un mouvement axial de l'objet à travailler, par rapport à l'élément d'uginage. L'avantage de ces solutions consiste dans la simplicité de construction des éliaents d'usinage. Leur inconvénient fon dsnental est que les éléments d'usinage restent en contact avec le matériau à travailler, sur toute la longueur de sa circonférence, ce qui a pour conséquence un accroisseient des forces de frottement sur la surface touchant l'objet à travailler. Les dispositifs cons comportent un volant dans lequel est placé un élénent d'usinage sous la forte d'inserts fixés sur les coulisseaux du martinet pour marteler des produits en létal. L'usinage est effectué par suite des nouvenents de va-et-vient radiaux des coulisseaux conjointeient avec les élénents d'usinage qui y sont fixés. Fendant l'éloignenent de l'élément d'usinage de la surface à travailler, il se produit un déplacelent du matériau à travailler, dans la direction axiale de telle nanière que le cycle de façonnage de la surface est répété dans les coupes transversales successives de l'objet à travailler.L'éloignement des éléments d'usinage de la surface à travailler améliore les conditions de graissage puisque le lubrifiant enlevé pendant le contact de l'élément d'usinage avec le matériau & traiter, peut être complété. Toutefois, le nombre de coulisseaus pourvus d'éléments d'usi- nage est limité pour des raisons de construction, ce qui rend impossible l'usinage de formes extérieures plus compliquées, par exemple celles des roues dentées. Le but de l'invention est d'élaborer un procéd4 où les éléments d'usinage ont la forme d'un anneau pour l'extrusion, le brochage et le tréfilage des produits en métal, ces éléments se caractérisant par une déflexion radiale d'une partie de la circonférence de l'élément d'usinage par rapport à la po= sition circulaire, grâce à quoi, à tout moment, dans le plan de coupe perpendiculaire par rapport à l'axe, l'élément d'usinage ne touche la circonférence extérieure de l'objet à traiter qu'au long d'une partie de sa propre circonférence intérieure, un jeu étant maintenu entre les autres parties de la circonférence intérieure de l'élément d'usinage et de la circonférence extérieure de l'objet à traiteur, L'invention a aussi pour but d'élaborer un dispositif permettant un changement continu de la position angulaire des zones ayant la plus grande déflexion radiale par rapport à la circonférence de l'élément d'usinage autour de l'axe immobile passant par l'axe de l'élément d'usinage et se trouvant dans le plan perpendiculaire par rapport à l'axe de l'élément d'usinage, gracie à quoi il est possible d'usiner des objets dont la surface extérieure est compliquée, tels que des roues dentées, les conditions de graissage étant améliorées et l'influence des charges répétées exercées sur le cours de la déformation plastique du matériau étant mise à profit. Oonformément i l'invention, l'élément d'usinage, se présentant sous la forme d'un anneau, est sectionné radialement le long de surfaces rejoignant la surface intérieure et la surface extérieure de l'anneau, et ne rejoignant pas ou rejoignant une ou les deux surfaces frontales de l'anneau. Si les surfaces rejoignent les deux surfaces frontales de l'anneau, une ou les deux surfaces frontales de l'anneau sont rigidement saisies. Ainsi, l'élément d'usinage forme au moins trois segments de fa çonnage, uniformément répartis sur la circonférence de la section circulaire de l'élément d'usinage, et pouvant s'avancer dans la direction radiale indépendamment l'un de l'autre. L'élément d'usinage peut aussi avoir la forme de segments de façonnage radialement répartis, fixés de manière déplaçable dans une monture annulaire. Les segments de façonnage, qui sont une représentation d'une partie de la surface de l'objet à travailler, sont fléchis ou déplacés par suite de l'application d'une pression radiale à la partie de la circonférence exté- rieure de l'élément usinage L'objet à travailler est déformé dans sa section transversale aussi bien par suite de la force axiale que des forces radiales résultant de l'influence des segments de façonnage fléchis ou déplacés, au moment donné, de l'élément d'usinage. Les déflexions ou les déplacements des segments de façonnage ge particuliers ne sont pas égaux à tout moment. Un ou plu sieurs segments de façonnage sont fléchis ou déplacés au M- ximum, tandis que les déflexions ou les déplacements des seg lents de façonnage voisins sont de moins en moins forts, jusqu'à être inexistants. linsi, dans la coupe perpendiculaire par rapport à l'axe de l'élément d'usinage, une partie des seg vents de façonnage de l'élément d'usinage n'est au contact de l'objet à travailler, tandis que, entre les segments de façon- MgO restants et la circonférence de l'objet à travailler, il se produit à tout soient un jeu. Pendant la durée du processus de façonnage, les déflexions ou déplacements maximum des segments de façonnage changent de manière continue leur position angulaire par rapport & à l'ase inobile passant par l'axe de l'élément d'usinage et se trouvant dans le plan perpendiculaire par rapport & l'axe de l'élément d'usinage, grâce quoi la position angulaire des zones dans lesquelles l'élément d'usinage prend contact avec l'objet à travailler change continuellement. L'élément d'usinage est placé coasialenent avec un volant et avec une douille, et est fixé en rotation d'un corps au moyen d'une vis de réglage. L'élément du dispositif qui provoque la dé flexion ou le déplacement des segments de façonnage est une douille é4stique fixée de manière détachable au corps. Â l'intérieur de la douille, il se trouve placé coaxialement l'élément d'usinage qui est déformé dans la direction radiale au moyen de quelques éléments roulants, par exemple de galets placés dans une cage déterminant leur position angulaire sutuel- le. Ces éléments roulants exercent une pression sur la surface extérieure de la douille. Dans toute section transversale de la douille, la distance entre l'are de la douille et le point où chaque galet est en contact avec la douille est plus petite que le rayon de la surface extérieure de la douille à l'état non-déformé. Les galets roulent sur la surface extérieure de la douille, d'où il résulte un changement continuel de la position angulaire des zones de déflection ou de déplacement radial des segments de façonnage de l'élément d'usinage. Les galets sont commandés par le volant roulant sur eux avec sa surface intérieure. L'avantage de la solution selon l'invention consiste dans le fait que, grâce à l'application d'un élément d'usinage dont les segments de façonnage sont à même de se déplacer indépen dansent l'un de l'autre dans la direction radiale, il est facile d'exercer une pression radiale locale sur l'objet à travailler, ce qui rend facile la déformation du matériau dans la direction radiale et offre la possibilité d'obtenir des dOfor- mations de la surface tout en maintenant le noyau du matériau à travailler à l'état non-plastifieO Sn même temps, grâce aux d6flexions ou déplacements réitérés de la zone donnée de la circonférence de l'élément d'usinage, entrainant l'application réitérée de la pression à la zone donnée de l'objet à traiter, on met à profit l'influence positive des charges réitérées exercées sur le processus de déformation plastique. Les jeux locaux se formant entre l'objet à travailler et l'élément d'usinage améliorent les conditions de graissage. Lors du façonnage des surfaces extErieures des objets, le procédé selon l'invention, ainsi que le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettent d'exécuter simultanément des formes intérieures dans ces objets par suite du rétrécissement du matériau à façonner, sur le noyau mis dans l'ouverture préalablement faite dans ce matériau. Diverses formes d'exécution de l'invention sont repr*en- tées ci-après à titre d'exemples en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente l'élément d'usinage et illustre le procédé pour façonner au moyen de cet élément - les figures 2 et 3 représentent des variantes d'exécution de l'élément d'usinage selon la figure 7 - la figure 4 est une coupe longitudinale du dispositif, avec une vue partielle du segment, et - la figure 5 est une coupe transversale du dispositif 0 L'élément d'usinage sous la forme d'un anneau se compose d'une série de segments de façonnage 1, 2, 3, 4, 5, 6 maintenus rigidement sur une des surfaces frontales.L'objet à travailler 7 est déformé par suite de l'application de la force axiale et des forces radiales, marquées au moyen de flèches noircies. Les forces radiales changent leur position angulaire conformément à la direction indiquée par une flèche non-noircieO Les seglents 2, 3, 4, 5 de l'élément d'usinage non chargés, au moment donné, par les forces radiales, ne sont pas en contact avec l'objet & travailler 7. La figure 2 représente une variante de l'élément d'usinage gui comprend une série de segments de façonnage 1, 2,3,4,5,6 maintexuis rigidement sur les deux surfaces frontales. La figure 3 représente un élément d'usinage se composant de segments de façonnage 1,2,3,4,5,6 ménagés de manière à pouvoir Entre déplacés dans une monture angulaire 18. Les figures 4 et 5 représentent une coupe longitudinale èt une coupe transversale du dispositif selon l'invention. Ce dispositif est muni d'une douille 8 à l'intérieur de laquelle les segments de façonnage 1,2,3,4,5, 6 de l'élément d'usinage sont placés. la douille 8 est déformée dans la direction radiale par des galets coniqless 9 et 10 placés dans une cage 17 et roulent sar la surface extérieure conique de la douille. Les galets 9 et 10 sont commandés par le volant il monté dans le palier 12. Le volant est commandé par une transmission à courroie au moyen d'une poulie 130 La vis de réglage 14 fixant de manière rotative l'élément d'usinage SU corps 16 ainsi que la vis de réglage 15 logée dans le palier 12 et dans le corps 16, servent au réglage de l'S portance de la déflexion radiale des segments de façonnage 1,2 3, 4, 5, 6 de l'élément d'usinage. Le dispositif selon l'invention fonctionne copine suit. Le volet 11, tournan à l'aide des galets 9 et 10 placés dans la cage 17 qui diternv e leur position angulaire mutuelle, déforme la douille 8 - laquelle prend une forme ovale. Selon la rotation du volant 11, la position angulaire de l'axe le plus grand et de l'axe le plus petit de l'ovale changent conformé- ment à la direction de rotation du volet 11, ce qui provoque l'approcheient et l'écartement réitérés des segments de façonnage 1, 2, 3, 4, 5, 6 de l'élément d'usinage par rapport à l'objet à travailler 7 lequel est simultanément déplacé dans la direction axiale. La combinaison du mouvement des segments de façonnage 1, 2, 35 4, 5, 6 de l'élément d'usinage, et du mouvement de l'ob- jet à travailler 7 a pour résultat de donner la configuration voulue à la surface de l'objet à travailler 70 L'importance de la déflexion radiale des segments de façonnage 1, 2, 3, 4, 5, 6 de l'élément d'usinage peut être réglée en tournant les vis de réglage 14 et 15. Le dispositif avec l'élément d'usinage sert aussi à l'usinage plastique des matériaux non-métalliques pouvant être fa çonnés de façon plastique. REVENDICATIONS 1.- Procédé de façonnage des surfaces extérieures d'objets en matériaux déformables, par l'exercice sur la surface de l'objet à travailler de pressions radiales s'équilibrant, à l'aide de segments de façonnage d'un élément d'usinage, caractérisé en ce que l'on approche de la partie de la surface de l'objet à travailler, et dans la direction radiale, au soins trois segments de façonnage et tandis que, simultanément, on crde un jeu entre les autres segments de façonnage et l'objet à travailler, la position angulaire des zones de plus grande pression dans le plan perpendiculaire par rapport à l'axe de l'objet à travailler changeant pendant le processus de façonnage go autour d'un axe qui est immobile par rapport aux segments de façonnage de l'élément d'usinage, cet axe étant perpendiculaire à l'axe de l'objet à travailler. 2.- Dispositif destiné au façonnage des surfaces extérieu- res d'objets en matériaux defor ables, muni d'un volant coupe nant un élément d'usinage dont les segments de façonnage sont mobile, caractérisé - on ce qu'il comporte une douille (8) en matière élastique, déformable dans la direction radiale, placée coaxialement avec le volant (11) et fixée, de manière séparable, dans un corps (16), cette douille renfermant coaxialement l1élément d'usinage qui se présente sous la forme d'un anneau comportant au moins trois segments de façonnage (1, 3, 5), répartis uniforu*- ment sur la circonférence de la section circulaire de l'élément d'usinage, réunis les uns avec les autres directenent et saisis rigidement sur au moins une de leur surface frontale, - en ce qne l'élément d'usinage est logé de manière rotative dans le corps (16) au moyen d'une vis de réglage (14), tandis que, entre la surface extérieure de la douille (8) et la surface intérieure du volant (11), il est prévu au moins deux galets (9, 10) pressant la douille (8) contre l'élément d'usina- ge comportant les segments de façonnage (1, 2, 3, 4, 5, 6), ces galets étant placés dans une cage (17) déterminant leur position angulaire mutuelle, et - en ce qu'en toute section transversale de la douille (8) la distance entre l'axe de cette douille et le point où chaque galet (9, 10) est en contact avec la~douille (8) est plus petite que le rayon de la surface extérieure de la douille à l'état non-déforeéO 3.- Dispositif destiné au façonnage des surfaces extérieures d'objets en matériaux déformables, muni d'un volant comprenant un élément d'usinage dont les segments de façonnage sont mobiles, caractérisé - en ce qu'il comporte une douille (8) déformable de manitre élastique dans la direction radiale, placée coaxialement avec le volant (11) et fixée de manière séparable dans le corps (16), ladite douille renfermant coaxialement un élément d'usinage comportant au moins trois segments de façonnage (1, 3, 5) répartis uniformément sur la circonférence de la section circulaire de l'élément d'usinage, les segments étant réunis les uns avec les autres au moyen d'un anneau (18) constituant la monture des segments de façonnage qui y sont ménagés de manière déplaçable, - en ce que l'élément d'usinage est logé de manière rotative dans le corps (16) au moyen d'une vis de réglage (14), tandis qu'entre la surface extérieure de la douille (8) et la surface intérieure du volant (11) il est prévu au moins deux galets (9, 10) pressant la douille (8) contre l'élément d'usinage comportant les segments de façonnage (1, 2, 3, 4, 5, 6), ces galets étant placés dans une cage (17) déterminant leur position angulaire mutuelle - en ce qu'en toute section transversale de la douille (8), la distance entre le pxntoù chaque galet (9,10) est en contact avec la douille (8) et l'axe de cette douille est plus petite que le rayon de la surface extérieure de la douille à l'état non-déformé. 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chacun des segments de façonnage (1,2,3,4, 5, 6) de l'élément d'usinage constitue la représentation d'une partie de la surface de l'objet à travailler (7) et est capable de se déplacer radialement indépendamment des autres segments, en s'écartant de la position circulaire.