Brevet FR2412367A1 — publié le 19790720

La présente invention se rapporte au travail des matériaux par déformation et a notamment pour objet un procédé de fabrication par filage de pièces notamment creuses, et un dispositif pour sa mise en oeuvre. L'invention peut être utilisée de la manière la plus efficace pour le filage à froid de matériaux plastiques à haute résistance mécanique dans les conditions de production en très grande série, par exemple sur les presses automatiques rapides, lorsque le changement fréquent de l'outil usé aboutit à de grandes-pertes de temps et de moyens. Il est déjà connu un procédé de fabrication par filage de pièces creuses à partir débauches volumiques, dans lequel l'écoulement du matériau de l'ébauche s'effectue dans le contraire de celui de l'effort de filage. On connaît aussi des dispositifs utilisés pour la fabrication de pièces creuses par filage conformément au procédé précité (voir par exemple le brevet de la R.F.A. nO 887435, cl. 7h 21 ), comportant un poinçon de formage et 06 un poinçon de fond, ainsi qu'un conteneur à un orifice coaxial à ceux-ci et dans lequel est placée une ébauche à déformer, qui sont montés avec possibilité de déplacements axiaux ltun par rapport à l'autre. Dans ces dispositifs, le poinçon de formage s'enfonce dans l'ébauche Volumique, qui se trouve dans le conteneur avec lepoinçon de fond, et le matériau filé s'écoule à à travers le jeu entre le conteneur et le poinçon de formage Dans ces dispositifs, le processus de filage des pièces creuses s'effectue grâce à effort appliqué au poinçon de formage, et le déplacement du conteneur à la rencontre de ce poinçon s'opère pour diminuer les'pertes résultant des forces de frottement de contact entre le conteneur et l'ébauche à déformer. C'est pourquoi le processus de filage s'effectue sous des charges technologiques importantes provoquant rapidement la casse par fatigue des poinçons et du conteneur. Ce sont les poinçons de formage qui se détériorent le plus rapidement, ce qui ne permet pas de filer des pièces creuses en grandes séries. En plus, la fabrication,.selon ledit procédé de pièces creuses présentant un bourrelet nécessite l'utilisation d'une ébauche pourvued'un évidement technologique du côté du poinçon de formage. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients indiqués. On s1 est proposé pour cela de mettre au point un procédé et un dispositif de fabrication de pièces creuses par filage, qui permettraient de diminuer notablement les charges sur les poinçons et sur le conteneur et d'augmenter ainsi la durée de service de l'ensemble des éléments utilisés. Le problème est résolu grace à un procédé de fabrication par filage de pièces creuses à partir d'ébauches volumiques, selon lequel, suivant l'invention, simultanément avec le filage, le matériau de l'ébauche à déformer subit, simultanément avec son filage, un étirage dans le sens de son écoulement, et ce, sensiblement à la vitesse dudit écoulement. Grâce à cette solution, le procédé proposé permet de fabriquer les pièces creuses en appliquant des efforts de filage notablement réduits en comparaison du procédé connu. Ceci est obtenu gr ce à la modification du schéma des contraintes dans le foyer de déformation du matériau de l'ébauche à déformer, résultant de l'application d'un effort de traction audit matériau au cours du filage. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, il est rationnel de réaliser an préalable sur l'une des extrémités de l'ébauche à déformer un bourrelet technologique auquel peut être appliqué l'effort d'étirage précité au cours du filage subséquent. Cette solution permet non seulement d'effectuer de la meilleure manière le filage et l'étirage simultanés du matériau de l'ébauche à déformer, mais de fabriquer aussi; en cas de nécessité, des pièces de configuration compliquée présentant un bourrelet à leur extrémité creuse. En cas de fabrication de pièces cylindriques creuses sans bourrelet, le bourrelat technologique de l'ébauche peut être éliminé apres le filage. Cette solution permet d'élargir la nomenclature des pièces creuses fabriquées. Le problème précité est résolu aussi grâce à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication de pièces creuses conforme à l'invention, dans lequel un poinçon de formage, un poinçon de fond et un conteneur ayant un orifice débouchant coaxial à ceux-ci et recevant une ébauche à-déformer, sont montés avec possibilité de déplacements axiaux l'un par rapport à l'autre, ledit dispositif étant caractérisé, suivant l'invention, en ce que dans orifice du conteneur, du côté du poinçon de formage, est ménagé un logement recevant le bourrelet de ébauche à déformer, et en ce que le conteneur est sollicité par un ressort vers le poinçon de formage avec un effort dépassant l'effort de frottement entre le conteneur et l'ébauche à déformer, et qu'il est renfermé, conjointement avec le-poinçon de fond, dans un corps commun ayant une butée pour limiter le déplacement du conteneur, disposée de-telle manière que, en position initiale du dispositif, la profondeur de ltenceinte formée par les parois de l'orifice du conteneur et par le poinçon de fond soit au moins égale à la longueur de la partie cylindrique de la pièce finie. Cette solution technique permet d'effectuer, simultanément avec le filage, un étirage du matériau de l'ébauche à déformer dans le sens de son écoulement, à une vitesse égale à celle d'écoulement. Ceci est obtenu grâce au fait -que, durant tout le processus de filage, le conteneur sollicité par le ressort bute contre le bourrelet technologique de l'ébauche à déformer, en provoquant des contraintes de traction dans son matériau. Cette dernière circonstance modifie le schéma des contraintes dans le champ de déformations et réduit de ce fait notablement l'effort de filage nécessaire. La butée prévue sur le corps pour limiter le déplacement du conteneur à ressort assure la répétition du cycle technologique. Le conteneur peut être sollicité par un ressort cylindrique de compression interposé entre lui et le fond du corps. Cette solution permet de créer un dispositif particulièrement fiable et compact, qui peut être monté, par exemple, au poste de travail d'une machine automatique de filage à froid. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation non limitatif, faite en se référant aux dessins annexés qui représentent - la figure 1, une vue schématique d'EsiSe d'une ébauche de corps de bougie d'allumage à fabriquer par le procédé de l'invention (vue latérale) - la figure 2, ltébauche à déformer, réalisée avec un bourrelet technologique (vue latérale avec coupe partielle); - la figure 3, l'ébauche après le filage (vue latérale avec coupe partielle) - la figure 4, une vue d'ensemble du dispositif pour la fabrication, par filage, du corps d'une bougie d'alluma ge, conformément au conformément au procédé de l'invention (coupelongitu dinale ; à droite, position initiale ; à gauche, à la fin du processus de filage). Le procédé de fabrication de pièces creuses suivant l'invention va donc être décrit dans ce qui suit en considérant à titre d'exemple non limitatif, la fabrication d'un corps de bougie d'allumage, étant bien entendu que le procédé s'applique également à la fabrication d'autres genres de pièces. Le procédé de fabrication d'un corps de bougie d'allumage commence par la réalisation à l'une des extrémités de chaque ébauche cylindrique de départ 1 (figure 1), suivant l'invention, d'un bourrelet technologique 2 (figure 2) avec une partie extérieure 3 à six pans pour une clé de manoeuvre et avec une enceinte borgne d'extrémité 4. Le diamètre "d" et la longueur "l" de la partie cylindrique 5 de l'ébauche à déformer sont choisie de sorte que son volume soit suffisant pour l'obtention, au cours du filage ultérieur, de la longueur "l" voulue (figure 3) de la partie cylindrique 6 de la pièce finie. Le processus de filage de ladite pièce à partir de l'ébauche s'effectue conformément au procédé de l'invention, suivant lequel le matériau de l'ébauche est soumis, simultanément avec son filage, à un étirage dans le sens de son écoulement, à une vitesse sensiblement égale à celle d'écoulement. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention comporte un poinçon de formage 7 (figure 4), un conteneur 8 et un poinçon de fond 9, montés coaxialement l'un à l'autre et mobiles axialement l'un par rapport à l'autre. Dans le conteneur 8 est pratiqué un orifice débouchant 10 coaxial aux poinçons 7 et 9 et recevant la partie cylindrique 5 de l'ébauche à déformer. Suivant 11 invention, dans ledit orifice débouchant 10 du conteneur 8, du côté du poinçon de formage 7, est ménagé un logement 1-1 où est placée la partie cylindrique du bourrelet 2 de l'ébauche à déformer. Pour exécuter, simultanément le filage, un étirage du matériau de l'ébauche à déformer dans le sens de son écoulement dans le jeu entre le poinçon de formage 7 et le conteneur 8, ce dernier, suivant l'invention, est renfermé conjointement avec le poinçon de fond 9 dans un corps cylindrique commun 12 ayant un fond volumique 13 avec un écrou de montage 14. Entre le fond 13 du corps 12 et le conteneur 8 est interposé un ressort cylindrique de compression 15. La valeur de l'effort de ce ressort 15 est choisie de sorte qu'elle soit supérieure à l'effort de frottement se produisant au cours du filage entre le conteneur 8 et la partie cylindrique 6 de l'ébauche à déformer. Sur la surface intérieure du corps 12, du côté de sa face orientée vers le poinçon de formage 7, est exécutée une butée 16 sous forme d'une saillie circulaire limitant le déplacement axial du conteneur 8 sous l'action du ressort 15. Dans la position initiale du dispositif, représentée dans la partie de droite de la figure 4, la profondeur "H" (figure 4) de l'enceinte formée par les parois de l'orifice 10 du conteneur 8 et la face en bout du poinçon de fond 9, est au moins égale à la longueur "L" de la partie cylindrique 6 de la pièce finie (montrée sur la figure 4, à gauche). Le fonctionnement du dispositif consiste en ce qui suit. Dans la position initiale du dispositif (montrée sur la figure 4, à droite), le conteneur 8 est appliqué par le ressort 15 contre la butée 16 et le poinçon de fond 9 repose sur le fond 13. Le poinçon de formage 7 se trouve alors éloigné du conteneur 8 à la distance nécessaire pour la mise en place de l'ébauche à déformer. On place ébauche dans le conteneur 8 de sorte que sa partie cylindrique 5 s'engage dans l'orifice axial 10 du conteneur 8, et la partie inférieure du bourrelet 2, dans le logement Il. Un espace libre reste alors entre la face de la partie cylindrique 5 de l'ébauche et le poinçon de fond 9. Pendant la course de travail du dispositif, le poinçon de formage 7 bute par sa face-de travail contre ébauche à déformer et la déplace avec le conteneur 8 jusqu'à ce- que ébauche entre en contact avec le poinçon de fond 9. Au cours de ce mouvement le ressort 15 se comprime. A partir de ce moment commence le processus de filage proprement dit. Pendant le filage (comme montré sur la la figure 4, à gauche), sous l'action du poinçon de formage 7, il se produit un écoulement du matériau de l'ébauche à déformer dans ltespacement entre le conteneur 8 et le poinçon de formage 7, cet écoulement provoquant un déplacement du bourrelet 2 de l'ébauche en direction du poinçon de formage 7. C'est pourquoi le conteneur 8, sur lequel appuie le ressort 15, se déplace dans le sens de ltécoule- ment du matériau de l'ébauche, à une vitesse égale à celle de l'écoulement. Grâce au fait que l'effort du ressort 15 est supérieur à l'effort de frottement entre le conteneur 8 et la partie cylindrique 5 de l'ébauche à déformer, le processus de filage s'effectue avec l'étirage simultané du matériau de l'ébauche dans le sens de son écoulement. Dans un tel procédé de filage, des contraintes de traction notables apparaissent à la sortie du matériau de l'ébauche du foyer de déformation ce qui modifie radicalement le schéma des contraintes. C'est pourquoi lteffDrt nécessaire pour le filage peut entre réduit considérablement. En plus, le filage s'effectue avec frottement actif entre le conteneur 8 et la partie cylindrique 6 de l'ébauche, ce qui a pour résultat de réduire l'usure du conteneur 8 et les exigences relatives au graissage. En définitive, la résistance mécanique de l'outil et sa durée de vie se trouvent considérablement augmentées. A la fin du processus, la pièce finie est éjectée du conteneur 8 par déplacement du poinçon de fond 9. Ensuite le cycle décrit se répète. En cas de fabrication de pièces cylindriques creuses sans bourrelet, le bourre technologique 2 (figure 2) est éliminé de la pièce filée. En conclusion il faut noter, qu'en plus des avantages précités, le dispositif proposé se caractérise par une haute fiabilité et une grande compacité, ce qui permet de l'utiliser avec succès sur les machines automatiques à postes multiples dans la production en très grandes séries de pièces creuses de configuration complexe. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été dominé 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 de fabrication par filage de pièces notamment creuses à partir d'ébauches volumiques, caractérisé en ce que, simultanément avec le filage, le matériau de l'ébauche à déformer est étiré dans le sens de son écoulement et à une vitesse sensiblement égale à celle dudit écoulement. 2e Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise au préalable à l'une des extrémités de ébauche à déformer un bourrelet technologique auquel est appliqué l'effort d'étirage au cours du filage subséquent. 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, au cas où les pièces cylindriques creuses finies ne doivent pas comporter de bourrelet, on élimine ledit bourrelet technologique de la pièce après le filage. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 7 à 3, dans lequel un poinçon de formage, un poinçon de fond et un conteneur comportant un orifice coaxial auxdits poinçons et recevant l'ébauche à déformer sont montés mobiles axialement l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que, dans l'orifice du conteneur, du côté du poinçon de formage, est pratiqué un logement destiné à recevoir le bourrelet de l'ébauche à déformer et en ce que le conteneur est sollicité par un ressort vers le poinçon de formage avec un effort de valeur supérieure à l'effort de frottement entre le conteneur et l'ébauche à déformer, et qu'il est renfermé, conjointement avec le poinçon de fond, dans un corps commun pourvu d'une butée pour la limitation du déplacement du conteneur, disposée de telle sorte que, en position initiale du dispositif, la profondeur de l'enceinte formée par les parois de l'orifice précité du conteneur et le poinçon de fond soit au moins égale à la longueur de la partie cylindrique de la pièce finie. 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ledit ressort est un ressort cylindrique de compression interposé entre le conteneur et le fond du corps précité. 6. Pièces, organes ou produits, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 30 7. Bougie d'allumage, caractérisée en ce que son corps est fabriqué conformément au procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 3.