Brevet FR2437891A1 — publié le 19800430

La présente invention concerne les équipements de forgeage et de matriçage ou d'estampage et a en particulier pour objet une presse notamment du type à action bilatérale sur l'ébauche à travailler. Ces derniers temps, l'évolution des équipements de forgeage et d'estampage est orientée vers la création de presses spécialisées, à l'aide desquelles il est possible d'effectuer, par exemple, ltestampage dans des outils fermés à matrices séparables. On sait que ltestampage dans des outils fermés est un moyen plus efficace d'obtension d'ébauches de précision par déformation tridimensionnelle. Dans ce but, on utilise des presses spécialisées comportant un mécanisme de serrage et d'ouverture de l'outil, sur lesquelles il est possible de fabriquer par forgeage, estompage ou métriçage des pièces telles que par exemple des pignons à moyeu, des brides, etc. Ces presses possèdent deux coulisseaux, l'un extérieur, l'autre intérieur. Le coulisseau extérieur sert à ferme et à serrer ltétampe, alors que le coulisseau intérieur effectue la déformation de l'ébauche dans ltoutil fermé. Sur ces machines, l'ébauche subit, au cours de l'estampage, une action unilatérale. Pour ltobtention de certains types de pièces, par exemple de pignons arbrés, il est nécessaire que la déformation de l'ébauche dans l'outil fermé soit réclisée par action bilatérale sur On préfère la déformation bilatérale à la déformation unilatérale car elle assure un foyer de déformation plastique symétrique et ne donne lieu ialaune obstruction de ltécoule- men-t=du métal comme dans le cas de la déformation unilatérale, les pertes dues au frottement du métal contre les parois de la matrice, ainsi que l'effort spécifique ou force unitaire diminuent. On connait une presse à action bilatérale sur l'ébauche, comportant un bâti disposé horizontalement et sur lequel sont montés, mobiles en va-et-vient et en opposition, des coulisseaux portant des demi-matrices et des coulisseaux portant des poinçons, chaque coulisseau comportant une commande indépendante. Les coulisseaux portant les demi-matrices sont mis en mouvement par des vérins hydrauliques qui, après la fermeture des demi-matrices, créent au cours de l'estampage, un effort de serrage des demi-matrices (brevet d'invention nO 294411 délivré en URSS). Dans la -presse décrite ci-dessus, le serrage des demimatrices au cours de l'estampage s'effectue à l'aide de vérins actionnant en va-et-vient les coulisseaux portant les demi-matriceaO Afin d'obtenir un serrage fiable des demi-matrices, au cours de l'estampage et d'éviter la formation d'une bavure dans le plan de séparation des demi-matrices, il faut créer un effort de serrage dont la valeur peut atteindre celle de l'effort de déformation. A cet effet, on monte des vérins de commande dont les dimensions sont relativement importantes. En même temps, il faut obtenir une vitesse suffisante de déplacement des coulisseaux portant les demi-matrices, pour que les ébauches chaudes ne se refroidissent pas et pour assurer la capacité de production voulue de la presse. Pour satisfaire ces conditions (effort relátivement grand et vitesse suffisante), il faut augmenter notablement les dépenses d'énergie, ce qui,en fin de compteJentraSne une diminution du rendement de la presse. On s'est donc proposé de mettre au point une presse dans laquelle le dispositif de serrage des demi-matrices assurerait un effort suffisant pour un serrage fiable des demi-matrices, sans formation d'une bavure dans le plan de séparation des demi-matrices, et l'obtention d'une vitesse suffisante de déplacement des coulisseaux portant les demi-matrices, qui préviendrait le refroidissement des ébaucheslchaudes au cours de l'estampage~ Ce problème est résolu grace à une presse comportant un bâti sur lequel sont montés, mobiles en va-et-vient et en opposition, tant des poinçons et des coulisseaux portant des dimi-matrices, chacun desdits coulisseaux possèdant une commande indépendante de déplacement, et dans laquelle est prévu un mécanisme de serrage des demi-matrices au cours de l'estampage, ladite presse étant caractérisée, suivant l'invention, en ce que le mécanisme de serrage des demimatrices comporte des coins placés sur le bSti de manière à pouvour réaliser un mouvement réctiligne alternatif et coopérant avec des surfaces inclinées réalisées sur les coulisseaux portant les demi-matrices, plus précisement sur deux des côtés de ceux-ci qui sont orientés vers les coulisseaux portant les poinçons, les coins coopérant avec les différents coulisseaux étant liés entre eux et à une commande assurant leur déplacement par l'intermédiaire d'un culbuteur soumis à 1' action d'un ressort prenant appui sur le bati de la presse. Dans la presse exécutée suivant la présente invention, le mécanisme de serrage des demi-matrices assure au moment de l'estampage un serrage fiable des demi-matrices et évite ainsi la formation d'une bavure dans le plan de séparation et la diminution de la précision des pieces forgées.Ceci est dA au fait que les coins augmentent de plusieurs fois l'effort créé par le vérin de commande Au cours de l'exploitation, la presse conforme à l'invention consomme beaucoup moins d'énergie que les presses connues, et son rendement est considérablement plus élevé; Ceci est dû au fait que le mécanisme de serrage des demimatrices comprend des coins et que par conséquent les vérins de commande des coulisseaux portant les demi-matrices qu'au déplacement de ces coulisseaux, ce qui permet de réduire notablement les dimensions des coulisseaux et par conséquent de diminuer les dépenses d'énergie, car la valeur de la course et la vitesse nécessaire de ces coulisseaux sont assez grandes. Il est avantageux que la commande réalisant le mouvement rectiligne alternatif des coins comporte un vérin articulé par son élément mobile à un patin monté avec possibilité de réaliser un mouvement rectiligne alternatif sur l'un des bras d'un levier articulé sur un axe fixé sur le b ti tandis que l'autre bras du levier par l'intermédiaure d'un pavot sphérique, à rotule ou analogue et d'une crapaudine, agit sur le culbuteur suivant l'axe de symétrie de ce dernier. Une telle commande de déplacement des coins est de réalisation simple, commode à fabriquer et fiable en exploitation0 De plus, on peut prévoir sur le b ti de la presse entre les coins, des saillies disposées parallèlement au plan de fermeture des demi-matrices et contre lesquelles viennent buter, lors de leur fermeture, les coulisseaux portant les demi-matrices0 Cela permet d'obtenir une position strictement déterminée des coulisseaux portant les demi-matrices par rapport à l'axe de symétrie dela presse, ce qui assure un serrage fiable des demi-matrices à l'aide des coins0 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiquesssdétails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant différents modesde réalisation de l'invention et dans lequel - la figure I montre une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, de la presse à action bilatérale sur l'ébauche, suivant l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure lo La presse comporte un bâti 1 sur lequel sont montés mobiles en va-et-vient et en opposition des coulisseaux 2 portant des poinçons 3 et des coulisseaux 4 portant des demimatrices 5.Le mouvement rectiligne alternatif des coulisseaux 2 et 4 s'effectue dans des guidages 6 prévus sur le bâti 1. Sous l'action d'une commande indépendante (non représentée) des coulisseaux 2, les poinçons 3 réalisent leur course de travail et de leur course à videz La commande indépendante de chaque coulisseau 4 est constituée par un vérin 7 assurant la fermeture et la .séparation des demi-matrices 50 Chaque vérin de commande 7 possède un corps 8 placé sur le bEti 1. Dans l'enceinte intérieure dudit corps se trouve un piston 9 lie rigidement à une tige 10, de manière à former une enceinte 7a c8té piston et une enceinte 7b côté.vérin. L'extrémité libre de la tige 10 est reliée au coulisseau 4 correspondant. Pour le maintien des demi-matrices 5 à l'état fermé au cours de l'estampage, on a prévu un mécanisme Il de serrage des demi-matrices 5. Suivant l'invention, chaque mécanisme Il de serrage des demi-matrices 5 possède des coins 12 montés avec possibilité de réaliser un mouvement rectiligne alternatif sur le bâti 1. Les coins 12 peuvent réaliser ce mouvement grâce à leur montage dans des trous rectangulaires 13 ménagés dans un corps 54. Les coins 12 coopérant avec des surfaces inclinées 15 pratiquées sur les coulisseaux 4 (portant les demi-matrices 5) du côté des coulisseaux 2 (portant les poinçons 3). Chaque coin 12 est muni d'une queue 16 dans laquelle est prévu un trou rectangulaire 17 et est placé un axe cylindrique 18. Par l'intermédiaire diun culbuteur 20, les coins 12 coopérant avec les différents coulisseaux 4 sont liés entre eux et à une commande 19 pour leur déplacement. La particularité de cette liaison consiste en ce que le culbuteur 20 comporte des saillies 21 logées dans les trous 17 des queues 16. Le culbuteur 20 est soumis à l'action d'un ressort 22 prenant appui sur le bâti 1. La commande 19 mettant les coins 12 en mouvement rectiligne alternatif comprend un vérin 23 articulé par spn élément mobile, constitué par une tige 24, à un patin ou analogue 25 monté de manière à réaliser un mouvement rectiligne alternatif sur l'un des bras d'un levier 26 articulé au bati par l'intermédiaire d'un axe 27 fixé audit bâti. Le mouvement rectiligne alternatif du patin 25 s'effectue dans un trou sensiblement rectangulaire 28 pratiqué dans l'extrémité du levier 26. La liaison articulée entre le patin 25 et la tige 24 est assurée par une fourche ou analogue 29 prévue à l'extrémité de la tige 24 et reliée au patin 25 d'une manière mobile par un axe 30. L'autre extrémité de la tige 24 est solidaire d'un piston 31 placé dans le corps 32, monté sur le bâti 1, du vérin de commande 23, en formant ainsi deux enceintes une enceinte 23a côté pistonetuteenceinte 23b côté tige. Pour l'articulation du leviers sur le bâti 1, on a prévu sur le corps 14 une saillie 33 sous forme d'une fourche ou analogue, reliée par l'axe 27 à l'extrémité du levier 26. A l'aide d'un pivot sphérique, à rotule ou analogue 34 et d'une crapaudine 35, l'autre bras du levier 26 coopère avec le culbuteur 20 suivant l'axe de symétrie de ce dernier0 Dans le cas considéré on a utilisé un levier 26 simple, de sorte que l'endroit de son action sur le culbuteur 20 se trouve dans sa partie médiane, plus près de l'articulation. A cet endroit, sur le levier 26 sont exécutées des saillies 36 et est fixé rigidement le pivot sphérique 34. La crapaudine 35 est placée dans un évidement du corps du culbuteur. 20. Outre les saillies 21, le culbuteur 20 possède encore deux saillies 37 (figure 2), dans lesquelles sont pratiqués des trous 38 recevant les saillies 36 du levier 26. Sur le bâti 1, entre les coins 12, on a prévu des saillies 39 dont les surfaces latérales 40 sont parallèles au plan de fermeture des demi-matrices 5 et contre lesquelles, lors de la fermeture des demi-matrices 5, viennent buter les coulisseaux 4 portant ces demi-matrices. Dans le cas considéré, les saillies 39 sont exécutées sur le corps 14, où sont montés les coins 12. La presse conforme à l'invention fonctionne de la manière décrite ci-après. Avant la course de travail des poinçons 3, les demimatrices 5 doivent être rapprochées afin de former une étampe fermée 41. A cet effet, on relie les enceintes 7b côté tige des vérins de commande 7,à une source d'alimentation (non représentée), et on met les enceintes 7a côté piston en communication avec la conduite d'évacuation. L'effort des vérins 7 est transmis par les tiges 10 aux coulisseaux 4 qui se déplacent alors suivant les guidages 6 du bâti 1. A la fin de sa course l'un des coulisseaux 4 vient buter contre les surfaces 40 des saillies 39, tandis que l'autre coulisseau 4 s'arrête avec un jeu "a" par rapport à la surface 40 opposée, car sa course est interrompue par le contact qui se produit dans le plan de joint des demi-matrices 5. On choisit une telle valeur du jeu "a" que le décalage des coulisseaux 4 par rapport à l'axe de symétrie des saillies 39, égal à 2a , n'influe pas sur les conditions de serrage des coulisseaux 4 par les coins 12, Après la fermeture des demi-matrices 5, on met communication les enceintes 23b côté tige des vérins 23 avec la source d'alimentation, et les enceintes 23a côté piston, avec la conduite d'évacuation. L'effort du vérin hydraulique 23 est transmis par la tige 24, la fourche 29 et le patin 25 au levier 26, qui tourne alors autour de l'axe 27. Le mouvement du levier 26 est transmis par le pivot 34 et la crapaudine 35 au culbuteur 20, qui assure alors le déplacement des coins 12 jusqu''à ce qu'à ce qu'ils viennent buter contre les surfaces inclinées 15 des coulisseaux 4, comme montré sur la figure 1. Du fait de la disposition asymétrique des coulisseaux 4 par rapport aux saillies 39, les profondeurs de~pénetrqtion des coins 12, au cours de la fermeture de la matrice, différent, mais ceci est compensé par l'inclinaison du culbuteur 20 qui, en agissant sur les coins 12 par l'intermédiaire des génératrices des axes cylindri ues 18, transmet des efforts égaux aux différents coins 12 se trouvant en contact avec les coulisseaux 4 correspondants Les efforts verticaux des coins 1.2 sont transmis par l'intermédiaire des surfaces inclinées 15 aux coulisseaux 4 portant les demi-matrices 5, en créant des forces horizontales de serrage des demi-matrices 5 suivantlsr plan de séparation. Après le serrage des demi-matrices 5, on introduit latéralement une ébauche chauffée (non représentée) dans l'enceinte de l'étampe 41. Ensuiteonfaitexécuter aux coulisseaux 2, portant-les poinçons 3, leur course de travail. A la fin de cette course, les poinçons 3 entrent dans les trous des demimatrices 5 et effectuent la déformation de l'ébauche dans l'étampe fermée 41. Ayant terminé leur course de travail, les coulisseaux 2 portant les poinçon 3 retournent à la position initiale, Après lgestampage, le mécanisme de serrage Il doit être ramené à la position initiale, A cet effet, on met en communication les enceintes 23a des vérins 23 avec la source d'alimentation, et les enceintes 23b, avec l'évacuation. Sous l'action de la pression du liquide, les tiges 24, en faisant tourner les leviers 26 autour des axes Z7, les écartent du bâti 1. Les leviers 26, en agissant alors par leurs saillies 36 sur les parois des trous 38 des saillies 37 des culbuteurs 20, font déplacer ces derniers. Conjointement avec les culbuteurs 20 les coins 12 exécutent un mouvement de translation, car ils sont relies aux culbuteurs par l'intermédiaire des saillies 21 engagées dans les trous 17 des queues 16. Les coins 12 s'éloignent alors des coulisseaux 4 et, en fin de course, s'escamotent complètement dans le bâti 1. Puis on fait communiquer les enceintes 7a côté piston des vérins 7 avec la source d'alimentation, et les enceintes 7b côté tige, avec l'évacuation. Les tiges 10 déplacent alors les coulisseaux 4 vers les coulisseaux 2. A la fin de la course des coulisseaux 4, la pièce finie est expulsée de l-'estampe. Après l'expulsion de la pièce, on rapproche de nouveau les coulisseaux 4,on effectue le serrage des demi-matrices 5 à l'aide du mécanisme de serrage 11, et le cycle peut recommencer. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 W~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1. Presse notamment du type à action bilatérale sur l'ébauche à déformer, comportant un bâti sur-lequel sont montés, mobiles en va-et-vient et en opposition, des coulisseaux portant des poinçons et des coulisseaux portant des demi-matrices, chacun desdits coulis seaux comportant une commande indépendante de déplacement, ladite presse comportant en outre un mécanisme de serrage desdits demimatrices au cours de ltestampage, caractérisée en ce que le mécanisme de serrage des demi-matrices comporte des coins montés sur le bati de la presse de manière à pouvoir réaliser un mouvement rectiligne alternatif et agissant sur des surfaces inclinées ménagées sur ceux des côtés des coulisseaux portant les demi-matrices qui sont orientés vers les coulisseaux portant les poinçons, les coins/ coopérant avec les différents coulisseaux, étant reliés entre eux et à une commande assurant leur déplacement par l'intermédiaire d'un culbuteur soumis à l'action d'un ressort prenant appui sur le bâti de la presse. 2. Presse conforme à la revendication 1, caractériséeen ce que la commande de déplacement rectiligne alternatif des coins comporte un vérin dont l'élément mobile est articulé à un patin ou analogue pouvant exécuter un mouvement rectiligne alternatif sur le bras d'un levier articulé au bâti de la presse par l'intermédiaire d'un axe fixé sur ledit bats, tandis que l'autre bras dudit levier, par l'intermédiaire d'un pivot sphérique ou à rotule et d'une crapaudine, agit sur ledit culbuteur suivant l'axe de symétrie de ce dernier. 3. Presse conformé à l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, sur son bAti, entre les coins précités, sont prévues des saillies dont des surfaces latérales sont disposées parallèlement au plan de fermeture des demi-matrices et contre lesquelles les coulisseaux portant tes demi-matrices viennent buter au cours de la fermeture de ces dernières.