Brevet FR2496511A1 — publié le 19820625

La présente invention est relative à un procédé de réa- lisation de renforcements locaux de paroi latérale sur des corps creux, selon lequel on chauffe le corps creux dans la région à renforcer et on le soumet alors à une pression axiale de refoule- ment. Des renforcements locaux de paroi latérale sont néces- saires sur des corps creux, en particulier sur des tubes cylindri- ques servant d'ébauches à de nombreux éléments structuraux dans la construction de véhicules, de récipients et d'installations, pour les raidir et augmenter leur résistance, ou bien pour épaissir la paroi en vue d'un travail ultérieur avec ou sans enlèvement de co- peaux, etc. Pour obtenir ces renforcements locaux de paroi latéra- le, après avoir chauffé localement le corps creux à la température de refoulement, on lui applique un effort axial de compression et on le refoule ainsi à l'endroit chauffé. Toutefois, un refoulement libre en direction longitudinale est impossible, car même un léger refoulement cause, à l'endroit du refoulement, un écoulement de matière vers l'extérieur, qui conduit à un pli annulaire intérieur et à des fissures. Par conséquent, pour empêcher l'écoulement de la matière vers l'extérieur, on opère jusqu'ici principalement au moyen d'un moule de refoulement, mais étant donné le frottement. qui se produit lors du refoulement entre la matière et le moule, ce processus de refoulement est limité. Si l'on veut réaliser un plus grand renforcement de paroi latérale, il est même nécessaire d'exécuter le processus de refoulement en deux ou plusieurs opéra- tions, avec un nombre correspondant de moules de refoulement. En outre, de toute façon, il n'est possible de refouler que des corps creux ayant une épaisseur de paroi déterminée et il est exclu de refouler par exemple des tubes à paroi mince. On a déjà proposé aussi un procédé de refoulement tout différent dans lequel on chauffe progressivement le corps creux en direction axiale, seulement pendant un effort axial de refoule- ment, par l'intermédiaire d'un inducteur de chauffage annulaire entourant le corps creux. La zone annulaire étroite de la pièce, portée à la température de refoulement par l'inducteur de chauffa- ge annulaire, se déplace dans la direction longitudinale de la pièce conformément au mouvement de l'inducteur de chauffage, de sorte qu'étant donné l'action simultanée de la pression de refou- lements, on obtient le refoulement désiré. Pour empêcher un écou- lement de la matière vers l'extérieur, des galets de pression sont disposés de manière à pouvoir coulisser longitudinalement avec l'inducteur de chauffage annulaire et, lors de la rotation de la pièce, en tournant extérieurement contre la pièce, ils empêchent un refoulement vers l'extérieur. Toutefois, ce procédé de refoule- ment nécessite des moyens considérables et surtout, il ne peut être réalisé que très lentement, de sorte que son utilisation est extrêmement peu économique. C'est pourquoi l'invention a pour but de perfectionner un procédé de l'espèce définie plus haut de façon qu'il permette de réaliser pratiquement, de façon rapide et rationnelle, n'impor- te quels renforcements de paroi latérale sur des corps creux, y compris sur des tubes à paroi mince, sans aucun risque de forma- tion de plis ni de fissures. Selon l'invention, pour résoudre ce problème, on soumet la région chauffée de la paroi latérale du corps creux, pendant le refoulement, à un processus de forgeage dans lequel la-matière qui bombe vers l'extérieur en vertu de la pression de refoulement est repoussée jusqu'à la dimension extérieure désirée du renforcement de paroi latérale. Par suite du martèlement lors du refoulement, la matière qui flue vers l'extérieur est sans cesse repoussée au point de refoulement de sorte qu'il se produit obligatoirement un refoulement vers l'intérieur. La position de la course de martèle- ment détermine la dimension extérieure du corps creux refoulé, de sorte que l'on peut obtenir non seulement un refoulement purement vers l'intérieur, mais encore un refoulement purement vers l'exté- rieur et aussi un refoulement vers l'intérieur et vers l'exté- rieur. Le forgeage pendant le refoulement empêche en tout cas un pliage indésirable de la matière et le mouvement oscillant des marteaux, en vertu duquel la trajectoire des marteaux et la pièce ne se touchent jamais que peu de temps, ne cause non plus, lors du refoulement, d'entrave quelconque au fluage de matière en direc- tion longitudinale, ce qui permet en une seule opération un refou- lement pratiquement quelconque, sans plis ni fissures, y compris lorsqu'il s'agit de corps creux à paroi mince. Il faut seulement veiller à ce que, lors du forgeage avec refoulement, les marteaux agissent au point de refoulement sur toute la périphérie de la pièce, ce que l'on peut obtenir sans difficultés, de façon conn d'une part en adoptant un nombre approprié de marteaux de profil approprié et, d'autre part, par une rotation relative approprié( entre pièce et marteaux. Selon un développement particulièrement avantageux du procédé selon l'invention, on poursuit le processus de forgeage après la fin du refoulement pour le formage du corps creux ou lo renforcement de sa paroi latérale. Quand le refoulement désiré 1 la matière est obtenu, il suffit donc de supprimer l'effort de i roulement et on peut forger la pièce sur la même machine, en ce qui concerne la forme finale désirée, éventuellement en une opé tion automatique, comme dans un processus de forgeage usuel. Si lors du processus de forgeage on opère selon l'invi tion un martèlement sur mandrin, on peut aussi, de façon simple forger immédiatement la forme intérieure de la-pièce. Pendant l, processus de refoulement, on peut déjà refouler jusqu'au mandrii ou encore, on peut effectuer seulement ce forgeage intérieur lo du processus de forgeage après le refoulement. Bien entendu, si les marteaux ont une structure appropriée, il est possible d'ef fectuer aussi le forgeage de la forme extérieure en même temps le forgeage intérieur. Dans un mode d'exécution avantageux de l'invention, o maintient la force de refoulement et le processus de forgeage j qu'à ce que l'on ait obtenu un formage qui ferme la cavité du corps creux. Grâce au martèlement et au refoulement simultanés, peut refouler de façon poussée sans risquer la formation de pli ni de fissures, de sorte que, par suite du refoulement intérieu suivi éventuellement d'un forgeage, on obtient une réunion de l matière et donc une fermeture du corps creux. Le procédé de refoulement et de forgeage selon l'inve tion et éventuellement la fermeture de la pièce par forgeage pe vent être réalisés de façon simple avec des machines à forger usuelles et celles-ci doivent seulement être en mesure d'appli- quer, par l'intermédiaire de la tête de serrage et de l'organe d'appui, une force d'avancement qui assure la pression de refou ment nécessaire. La machine à forger elle-même peut être choisi librement selon la nature du processus de forgeage lié au refou ment; on peut utiliser une machine à forger avec ou sans dispc 14 2496511 tif de mandrin, une machine à curseur annulaire, une machine munie d'un dispositif de rotation de la pièce, une machine à deux ou plusieurs marteaux, etc... L'objet de l'invention est représenté, à l'aide d'un schéma de fonctionnement, par le dessin annexé sur lequel les figures 1 à 3 montrent trois étapes différentes de la fabrication d'un corps creux à extrémité resserrée avec renfor- cement de la paroi latérale à la transition de diamètre, par le procédé selon l'invention. La pièce 1 sous forme d'ébauche tubulaire est chauffée à la température de refoulement dans la région terminale 2 à refou- ler, la variation de température étant adaptée à la forme du re- foulement, le point destiné à subir le plus fort refoulement pré- sentant aussi la plus haute température (figure 1). On transfère l'ébauche chauffée dans une machine à for- ger dont la tête de serrage 3 saisit, par sa pince 4, l'extrémité non chauffée de la pièce 1 et amène celle-ci, à travers les mar- teaux, jusqu'à une butée 7 formée par l'organe d'appui 6. Puis, par l'intermédiaire de la tête de serrage 3, on augmente de façon appropriée la force d'avancement et on soumet la pièce 1, entre la butée 7 et la pince 4, à une pression axiale de refoulement, un forgeage de la région terminale de la pièce s'effectuant pendant le refoulement, avec rotation simultanée de la pièce. Lors de ce processus de forgeage, les marteaux oscillants 5 repoussent sans cesse jusqu'au contour extérieur primitif de la pièce la matière qui bombe vers l'extérieur lors du refoulement, de sorte que l'on obtient un refoulement 8 purement vers l'intérieur. Un mandrin de forgeage 9 introduit dans la pièce 1 sert provisoirement à limiter ce refoulement vers l'intérieur (figure 2). Après la fin du refoulement, par lequel la pièce 1 s'est raccourcie de la longueur de refoulement, on déplace la pièce re- foulée 1 à l'envers du sens d'avancement, au moyen de la pince 4, pour l'amener, de, la région de la partie lisse 5a de la trajectoi- re des marteaux, affectée au forgeage pendant le refoulement, à la région d'une deuxième partie 5b formant le contour extérieur de l'extrémité resserrée, la pièce 1 s'écartant de la butée 7,-et on poursuit le processus de forgeage. Par le forgeage de la pièce 1 sur le mandrin 9, au moyen de la partie 5b de la trajectoire des marteaux, on obtient alors sur la pièce 1 l'extrémité resserrée 10 ayant la forme extérieure et intérieure désirée (figure 3). En vertu de la combinaison des processus de refoulement et de forgeage, le procédé selon l'invention permet de refouler sans plis de grandes quantités de matière en une seule opération, y compris sur des tubes à paroi mince, sans devoir utiliser pour cela des étampes, etc... et permet pour ainsi dire, après le re- foulement, de forger en une seule opération des formes déterminées de corps creux. 249651 7 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation de renforcements locaux de pa- roi latérale sur des corps creux, selon lequel on chauffe le corps creux dans la région à renforcer et on le soumet alors à une pres- sion axiale de refoulement, procédé caractérisé par le fait que l'on soumet la région chauffée (2) de la paroi latérale du corps creux (1), pendant le refoulement, à un processus de forgeage dans lequel la matière qui bombe vers l'extérieur en vertu de la pres- sion de refoulement est repoussée jusqu'à la dimension extérieure désirée du renforcement de paroi latérale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on poursuit le processus de forgeage après la fin du refoulement, pour le formage du corps creux (1) ou le renforcement. de sa paroi. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que lors du processus de forgeage, on effectue un martèlement sur mandrin (9). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que l'on maintient la force de refoulement et le processus de forgeage jusqu'à ce que l'on ait réalisé un forma- ge qui ferme la cavité du corps creux.