Brevet FR2332084A1 — publié le 19770617

La présente invention concerne le domaine de l'usinage des métaux par déformation et peut entre appliquée principalement au laminage des ébauches de bagues pour roulements dans les laminoirs à bagues. On connatt un procédé de laminage d'ébauches annulaires, comprenant la déformation de l'ébauche par des cylindres lamineurs extérieur et intérieur animés d'un mouvement de rotation et se déplaçant dans la direction radiale. Bes cylindres ont des surfaces actives profilées correspondant aux surfaces extérieure et intérieure du produit à obtenir. Ce procédé connu est appliqué à grande échelle dans la fabrication des bagues de roulements, quand la déformation s'effectue par réduction de la section axiale de l'ébauche. I1 apparaît alors des charges importantes sur le galet lamineur, lequel, se trouvant à l'intérieur de l'ébauche, est limité en dimensions et résistance, ce qui abaisse la tenue des outillages de production et, ce qui est plus grave, restreint les possibilités technologiques du laminage des bagues de roulements, et ne permet d'obtenir des bagues que dans une gamme de dimensions et de types étroite (sur un mEme équipement), dont la structure n'est pas déformée de la meilleure manier. Le but de l'invention était de supprimer les inconvénients indiqués et de créer un nouveau procédé plus avancé usinage des ébauches annulaires par déformation. On s'est donc proposé de choisir pour l'ébauche de départ des formes et des dimensions, par rapport à la bague usinée, qui permettraient d'obtenir des régimes bien plus favorables du point de vue des efforts appliqués lors de l'usinage par déformation, ainsi que d'élargir la gamme des produits obtenus tout en augmentant la tenue de l'équipement. La solution consiste en un procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation, dans lequel, pour obtenir une ébauche annulaire ayant suivant sa génératrice une section irrégulière à profil prédéterminé de sa surface cylindrique intérieure, on comprime l'ébauche de départ des deux côtés par des outils formants, ledit procédé étant caractérisé, suivant l'invention, en ce que l'ébauche de départ est réalisée à surface intérieure cylindrique plane et à surface extérieure pré-profilée de fanon que son profil soit identique au profil intérieur à obtenir, lesdits outils formants étant choisis de telle manière que la surface cylindrique intérieure plane subisse l'action d'un outil ayant le profil à obtenir et que la surface extérieure profilée subisse l'action d'un outil plan. Un tel procédé permet de réduire notablement les efforts nécessaires pour produire la déformation de l'ébauche annulaire de départ au cours de son laminage. Conformément à l'une des variantes de réalisation de l'invention, le procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation est caractérisé en ce que ébauche est obtenue en laminant la bague de départ dans le calibre de cylindres lamineurs extérieur et intérieur tournant et se rapprochant dans la direction radiale, ladite bague de départ étant prise avec une surface intérieure de forme identique à la surface profilée active du cylindre extérieur et avec une surface extérieure ayant la forme de la surface active du cylindre intérieur, grtce à quoi l'ébauche à obtenir acquiert le profil intérieur prescrit avec des efforts de déformation relativement plus faibles. Conformément à une autre variante de réalisation de l'invention, le procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation est caractérisé en ce que, pour l'usinage simultané d'au moins deux bagues, on prend une bague de départ ayant un profil de surface extérieure symétrique par rapport au plan suivant lequel les deux bagues seront ensuite séparées, chaque portion symétrique du profil étant de forme identique au profil intérieur à obtenir dans chaque bague respectivement. Les opérations perfectionnées du procédé proposé d'usinage des bagues par déformation donnent, comparativement au niveau actuel de cette technique, les avantages suivants : après laminage des bagues on obtient des ébauches dans lesquelles les fibres suivent le profil du chemin de roulement, ce qui augmente la longévité des roulements ; - sur ltéquipment existant de laminage à chaud la tenue des outillages augmente et l'on peut laminer des bagues de roulements plus grandes et plus petites que dans les procédés connus ; - dans une série de cas (pour les bagues à parois minces) on peut mettre en application le laminage à l'état semi-chaud et à froid des ébauches, assurant une précision plus haute ;; - en outre, le procédé faisant l'objet de l'invention peut être appliqué aussi bien au laminage ouvert qu'au laminage fermé des ébauches pour bagues de roulements. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée dune manière plus claire à l'aide d'exemples de réalisation non limitatifs, décrits avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente la section transversale d'une ébauche quand les cylindres sont en position initiale lors du laminage ouvert conformément au procédé de l'invention ; - la figure 2 représente la section transversale de l'ébauche quand les cylindres sont en position finale, dans le cas de laminage ouvert ; - les figures3a, b représentent la section transversale d'une ébauche quand les cylindres sont respectivement en position initiale et finale, dans le cas de laminage fermé, avec conservation de l'aire de section transversale ;; - la figure 4 représente une bague à double profilavant le laminage ; - la figure 5 représente la bague de la figure 4 après laminage. La déformation de l'ébauche 1 (figures t à 3a, b) par flexion est assurée par les cylindres lamineurs extérieur 2 et intérieur 3 qui tournent et se rapprochent. Pour accroître la préeision des ébauches, on propose de compenser le retrait élastique après laminage par inclinaison sous un certain angle (figure i) des surfaces actives des cylindres lamineurs extérieur et intérieur, par rapport au plan dans lequel se produit la flexion de la section de l'ébauche lors du laminage. Les figures 2 et 3b montrent l'ébauche 1 à ltétat libre après le laminage. Pour le laminage, par le procédé proposé, de bagues à section asymétrique, on forme des ébauches doubles 4 (figures 4 et 5) symétriques par rapport au plan 5 dans lequel se produit la flexion pendant le laminage. L'ébauche de départ i (figure 3a) est placée dans la matrice 6, puis le cylindre profilé 3 est avancé à l'intérieur suivant une trajectoire spirale, avec rotation simultanée autour de son propre axe. La matrice 6 se compose de deux parties. Une fois le laminage achevé, après recul du cylindre 3 juscu'à une position concentrique à l'ébauche 1, les parties mentionnées de la matrice 6 sont écartées l'une de l'autre. L'ébauche se déplace alors avec l'une des demi-matrices et, en venant buter contre un éjecteur fixe, est chassée de la demi-matrice mobile. Pour trouver la section de ébauche de départ, on porte à partir de la genératrice de la surface intérieure des épaisseurs de paroi égales à celles à obtenir après laminage. Dans le cas de fabrication des bagues extérieures d'un roulement de 90 mm de diamètre, sur une machine d'une force de 24 tonnes il s'avère possible de déformer l'ébauche à froid, avec un écart du diamètre intérieur ne dépassant pas 0,2 mm, c'est-à-dire admissible pour la rectification. Pour le laminage de telles-bagues par le procédé traditionnel, il faut une force de 35 tonnes. Pour établir si une ébauche a été obtenue par le procédé avancé faisant l'objet de l'invention, on peut recourir à l'essai suivant. On section au moyen d'une meulel'ébauche de bague obtenue (en acier) afin de préparer ensuite une coupe. L'étudedeaniscrostructure de la zone de coupe des ébauches obtenues par le procédé proposé doit faire apparaftre que les fibres du métal sont parallèles au profil de la surface intérieure de l'ébauche. Une telle structure des bagues de roulements leur confère une longévité maximale, à la différence du laminage radial ordinaire qui donne des pièces dans lesquelles, à l'endroit où la section s'amincit, les couches sortent à la surface du profil sous un angle atteignant 100 par rapport à cette surface. Dans les pièces obtenues par la méthode proposée, les fibres contournent progressivement la surface profilée sans en émerger. Donc, comme on peut le voir sur les dessins annexés, pour le laminage des ébauches annulaires par le procédé proposé on utilise une ébauche dont la surface intérieure correspond à la surface active profilée du cylindre extérieur 2, et dont la surface extérieure correspond à la surface active profilée du cylindre intérieur 3. En partant d'une telle ébauche, le laminage est exécuté non pas par réduction de toute la section transversale de l'ébauche, mais par flexion de sa section axiale dans la zone où l'épaisseur de la section est la plus faible. "e procédé proposé de laminage permet de réduire la charge sur le cylindre intérieur et, pour une même charge exercée sur ce cylindre, permet de réaliser le laminage à l'état semi-chaud et même à froid. De la sorte, le procédé proposé élargit les possibilités technologiques du laminage des bagues, notamment celui des bagues de roulements, et améliore leur qualité et leur longévité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation, du type dans lequel, pour obtenir une ébauche annulaire présentant, suivant sa génératrice, une section transversale irrégulière, avec un profil prédéterminé de sa surface cylindrique intérieure, l'ébauche de départ est comprimée des deux côtés au moyen d'outils de formage, earact*isé en ce qu'on utilise une ébauche de départ à surface intérieure cylindrique plane et à surface extérieure profilée au préalable de façon que son profil soit identique au profil intérieur à obtenir, les outils de formage étant choisis de telle manière que la surface cylindrique intérieure plane de l'ébauche subisse l'action d'un outil à profil identique audit profil à obtenir et que la surface extérieure préalablement profilée de l'ébauche subisse l'action d'un outil plan. 2. Procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ébauche précitée est obtenue en laminant une bague de départ dans un calibre de cylindres lamineurs extérieur et intérieur rotatifs et déplaçable radialement, ladite bague de départ ayant une surface intérieure de forme identique à celle de la surface profilée active du cylindre extérieur et une surface extérieure ayant la forme de la surface active du cylindre intérieur, grtce à quoi l'ébauche acquiert le profil intérieur prescrit avec des efforts de déformation relativement plus faibles. 3. Procédé d'usinage d'ébauches annulaires par déformation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour l'usinage simultané d'au moins deux bagues, on prend une bague de départ dont la surface extérieure a un profil symétrique par rapport au plan suivant lequel les deux bagues seront ensuite séparées, chaque portion symétrique dudit profil étant de forme identique au profil intérieur à obtenir sur chaque bague respective. 4. Ebauches annulaires ou bagues, notamment bagues de roulements, caractérisés en ce qu'elles sont obtenues conformément au procédé faisant l'objet de l'une des revendica tions 1 à 3.