Brevet FR2512699A1 — publié le 19830318

i La présente invention se rapporte au domaine de l'usinage des métaux et plus particulièrement, aux pro- cédés de fabrication par déformation de pièces à partir d'ébauches cylindriques. Il est connu un procédé de fabrication par déformation de pièces à partir d'ébauches cylindriques (voir le livre "Laminage transversal avec des coins" sous la direction de E M Makushka, Edition "Nauka i tekhnika", Minsk, 1974, pages 134-146), selon lequel des ébauches cylindriques, découpées dans une barre, sont chauffées et soumises à un laminage transversal avec des coins, suivi de la déformation des déchets d'extrémité, ces derniers étant séparés par la suite des pièces laminées. Ce procédé ne permet de fabriquer que dés pièces ayant la forme de corps de révolution et n'assure pas la fabrication de pièces de forme différente, par exemple de la forme d'un prisme. On connaît également un procédé de fabrication par déformation de pièces à partir d'ébauches cylindriques, décrit dans le brevet de la RDA N 74762 publié en 1970. Ce procédé consiste à chauffer les ébauches, à soumettre ces dernières au laminage transversal avec des coins et à étamper sans bavures les ébauches laminées, c'est-à-dire qu'il permet de fabriquer des pièces ayant pratiquement toute forme voulue Les déchets d'extrémité, qui se sont formés aux bords des ébauches au cours du laminage trans- versal avec des coins, sont déformés par des lames tran- chantes montées sur le laminoir Lesdites lames tranchantes étant montées avec un jeu afin d'interdire leur recouvre- ment et destruction à la suite d'une variation de la hauteur utile entre les outils de laminage opposés, il apparaît, au cours de la déformation des déchets d'extrémité, des cloisons situées entre ces derniers et les ébauches laminée l'épaisseur des cloisons étant définie par la valeur dudit jeu entre les lames tranchantes Pour séparer les déchets d'extrémité des ébauches, il devient nécessaire d'éliminer ces cloisons. Dans le cas ou les jeux sont faibles, par exemple de 0,1 mm, et les arêtes travaillantes des lames tranchantes sont aiguës, sans avoir pris le temps de s'émousser, il se peut que les cloisons susmentionnés se détruisent au cours de la déformation des déchets d'extrémité Par contre, lorsque ces jeux sont relativement importants (de 0,2 à 3 nm) et les arêtes travaillantes des lames tranchantes sont émoussées, il se forme entre les ébauches et les déchets d'extrémité des cloisons résistantes dont la destruction réclame une opération distincte à effectuer hors du lami- noir, par exemple dans des broyeurs à boulets Dans ce cas, la séparation des déchets d'extrémité est suivie de- l'opération d'étampage sans bavures qui exige un nouveau chauffage des ébauches Ceci provoque un accroissement sensible des dépenses et un abaissement du rendement de travail au cours de la fabrication des pièces. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication par déformation de pièces à partir d'ébauches cylindriques permettant une séparation stre des déchets d'extrémité des ébauches laminées directement après le laminage transversal avec des coins sans avoir à opérer un nouveau chauffage des ébauches avant l'étampage sans bavures. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication par déformation de, pièces à partir d'ébauches cylindriques, consistant à chauffer les ébauches-, à- soumettre ces dernières au laminage transversal avec-des coins, suivi de la déformation des déchets d'extrémité au moyen de lames tranchantes, à séparer les déchets d'extré- mité des ébauches laminées et à soumettre les ébauches laminées à l'étampage sans bavures, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on effectue la séparation des déchets d'extrémité des ébauches laminées par une réduction de la vitesse de rotation des déchets d'extrémité après leur déformation jusqu'à une valeur comprise entre Cm/2,5 et zéro, ou Cg est la vitesse de rotation des ébauches au cours du laminage. Du fait de réduire la vitesse de rotation des déchets d'extrémité, les cloisons formées entre ces derniers et les ébauches laminées se soumettent à l'effet d'un couple de torsion engendrant dans ces cloisons des déformations de cisaillement, le rapport susmentionné des vitesses de rotation des ébauches et des déchets d'extré- mité permettant à ces déformatiorsde cisaillement d'at- teindre une valeur suffisante pour détruire les cloisons ayant des épaisseurs correspondant aux valeurs adoptées dans la pratique du jeu entre les lames tranchantes Si la vitesse de rotation des déchets d'extrémité était réduite Jusqu'à une valeur dont le rapport à la vitesse de rotation des ébauches au cours du laminage est supérieur à 1: 2,5, les déformations de cisaillement développées dans les cloisons ne seraient pas suffisamment fortes et ne permet- traient donc pas d'avoir la probabilité à cent pour cent de séparation des déchets d'extrémité. Ainsi, le procédé faisant l'objet de l'invention permet de réaliser la séparation des déchets d'extrémité des ébauches laminées au moyen de l'équipement de laminage doté de simples dispositifs appropriés prévus pour freiner les déchets d'extrémité D'autre part, il devient possible de supprimer l'opération de chauffage des ébauches avant l'étampage sans bavures ce qui permet aussi bien de réduire le temps nécessaire peur la fabrication des pièces que d'accro tre le rendement du procédé. L'invention sera mieu comp rise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lequel: les figures la If représentent les opérations faisant partie du procédé de fabrication par déformation de pièces à partir d'ébauches cylindriques selon l'inven- tion; la fi Eure; représente Ln exemple d'exécution -12699 du dispositif pour réaliser les opérations de laminage transversal avec des coins, de déformation des déchets d'extrémité et de séparation de ceux-ci des ébauches; la figure 3 est une sectiï suiva;nt La ligne IIIIII de la figure 2; la figure 4 est une section suivant la ligne IV-IV de la figure 2 et la figure 5 est une section suivant la ligne V-V de la figure 2. Les ébauches cylindriques de départ 1 (voir fig. la) sont chauffées, par exemple, dans un inducteur de passage jusqu'à la température de forgeage et puis elles sont avancées tour à tour dans un train de laminage trans- versal avec des coins, o l'ébauche 1 est saisie par l'outil de laminage et mise en rotation avec une vitesse angulaire Ci > En progressant le long de l'outil, l'ébauche 1 se soumet au moulage désiré se traduisant par une diminu- tion de son diamètre dans des sections appropriées et par une augmentation de sa longueur L'ébauche laminée 2 est représentée sur la figure lb Au cours du laminage, on voit se former dans les zones terminales de l'ébauche 2, des excès du métal constituant les déchets d'extrémité 3, qu'il est nécessaire de séparer ensuite de l'ébauche 2. L'opération de moulage de l'ébauche 2 terminée, les déchets d'extrémité 3, tournant à la même vitesse, sont déformés par des lames tranchantes en créant des plans de coupe 4 situés sur l'ébauche 2 et des cloisons 5 disposés entre cette dernière et les déchets d'extrémités, comme représenté sur la fig lc Les déchets d'extrémité 3 subissent la déformation jusqu'à ce que la hauteur utile entre les lames tranchantes soit réduite à la valeur égale à celle du jeu observé entre ces lames tranchantes. Puis, on diminue la vitesse de rotation des déchets d'extrémité, par exemple à l'aide d'éléments pris- matiques de freinage situés sur le trajet de ces déchets, jusqu'à une valeur, C;, choisie dans les limites de CJ/2,5 au zéro en fonction du matériau de l'ébauche 2, ainsi que de la valeur du jeu entre les lames tranchantes et de la température de chauffage de l'ébauche 2 La diminution de la vitesse de rotation des déchets d'extrémité 3 par rapport à la vitesse de rotation de l'ébauche 2 dans les limites mentionnées provoque la création, dans les cloisons 5, de déformations de cisaillement qui détruisent ces cloisons comme indiqué à la fig 5 d, l'intensité des déformations de cisaillement dépendant du rapport des vitesses mention- nées Dans le cas o la valeur du jeu entre les lames tranchantes est relativement importante et o les cloisons (fig ic)sont relativement épaisses, par exemple de 0,2 à 3 mm, la destruction de ces cloisons réclame des défor- mations de cisaillement de forte intensité qu'on obtient en-réduisant la vitesse de rotation des déchets d'extrémité 3 jusqu'au zéro, c'est-à-dire jusqu'à l'arrêt complet de ces derniers Si l'épaisseur des cloisons 5 est-sensible- ment faible (inférieure à 0,2 tmi), leur destruction peut être déjà atteinte par déformations de cisaillement de moins forte intensité, c'està-dire qu'il suffit de ne diminuer la vitesse de rotation des déchets 3 que de 2,5 fois par rapport à la vitesse de rotation de l'ébauche 2 Les essais industriels ont prouvé que desrapports de vitesses de rota- tion entre l'ébauche 2 et les déchets d'extrémité 3 inférieurs à 2,5 fois ne permettent pas de détruire les cloisons 5 avec une probabilité de cent pour cent. Après avoir séparé lesdéchets d'extrémité 3, on soumet l'ébauche laminée 2 à l'étampage sans bavures et on produit une pièce usinée 6 dont deux projections sont représentéessar les figures le et lf. La figure 2 représente le dispositif permettant de réaliser les opérations de laminage transversal avec des coins, de déformation des déchets d'extrémité et de séparation de ces derniers de l'ébauche selon le procédé décrit Le dispositif comporte une paire d'outils cunéi- formes opposés 7 (lafig 2 n'illustre qu'un seul outil 7), des lames tranchantes 8, montées de part et d'autre des outils 7 dans les zones terminales de ceux-ci, ainsi que des éléments prismatiques 9 adjacents aux lames tranchantes 8, la surface des éléments prismatiques 9 tournée vers l'ébauche 2 étant munie de stries. L'avance de l'ébauche 2 entre les outils cunéi- -formes opposés 7 est représentée sur les figures 3, 4, 5. Au moment o l'ébauche 2 se déplace dans la zone initiale de l'outil 7, correspondant à la partie supérieure de la figure 2, elle se soumet au laminage transversal suivi de la création des déchets d'extrémité 3, comme indiqué à la figure 3, la vitesse (> de rotation de l'ébauche 2 et celle des déchets d'extrémité 3 étant dans ce cas égales Le moulage de l'ébauche 2 terminé, le mouvement ultérieur de l'outil 7 permet le déplacement del'ébauche 2 vers les lames tranchantes 8 qui assurent la déformation des déchets d'extrémité 3 en formant des cloisons étroites 5 (fig 4) entre ces dernirs et l'ébauche 2, la vitesse de rotation des-déchets d'extrémité 3 ne variant pratiquement pas. Puis l'ébauche laminée-2 fait le mouvement le long de l'outil 7 à la même vitesse CJ, et les déchets d'extrémité 3 s'engagent avec les éléments prismatiques 9 (fig 5) ce qui provoque une réduction de la vitesse de rotation des déchets d'extrémité 3 jusqu'à la valeur ç La différence entre la vitesse de rotation de l'ébauche 2 et celle des déchets d'extrémité 3 est la cause de la destruction des cloisons 5 (fig 4), situées entre eux, de, sorte que les déchets d'extrémité 3 se séparent de l'ébauche 2 comme-montré sur la figure 5 Lavitesse de rotation des déchets d'extrémité 3 pendant leur interaction avec les éléments prismatiques 9, oui est nécessaire pour détruire les cloisons 5, est fonction de la hauteur h des éléments prismatiques 9. Le procédé faisant l'objet de l'invention a été essayé au cours de la fabrication-de pièces pour les mailles des chatnes de convoyeurs Des ébauches cylindriques ayant 7}=, un diamètre de 18 mm et une longueur de 43 mm en acier au carbone ont été chauffées à une température de 1100 à 12000 C et amenées à un train de laminage transversal avec dei coins, o l'on a établi trois valeurs différentes du jeu entre les lames tranchantes Après la déformation des déchets d'extrémité, on a obtenu trois lots d'ébauches laminés différant par le diamètre des cloisons, situés entre les ébauches et les déchets d'extrémité, ayant notamment des diamètres de 3 mm, de 1 mm et de 0,5 mm Le nombre d'ébauches dans chacun des lots s'élevait à 1000. La séparation des déchets d'extrémité des ébauches a été réalisée par le freinage des déchets au moyen d'élé- ments prismatiques Les déchets d'extrémité ont été séparés de toutes les ébauches en réduisant la vitesse de rotation des déchets susmentionnés, respectivement, dans le premier lot (avec les cloisons de 3 mm) de 8 fois, dans le deuxième lot (avec les cloisons de 1 mm) de 5 fois et dans le troisième lot (avec les cloisons de 0,5 mm), de 3 fois. L'invention peut s'appliquer avantageusement dans l'industrie pour la fabrication en grande ou très grande série de pièces différentes ayant une forme géométrique complexe, par exemple, de maillas des chaînes de convoyeurs fabriquées actuellement par la coupe et l'étampage avec bavures L'emploi du procédé faisant l'objet de l'invention permet de réduire les dépenses matérielles et d'élever le rendement de travail. R E V E N D I C A T-I-O N Procédé de fabrication par déformation de pièces à partir d'6 bauches cylindriques, consistant à chauffer les ébauches, à soumettre ces dernières au laminage trans- versal avec des coins suivi de la déformation des déchets d'extrémité au moyen de lames tranchantes, à séparer les déchets d'extrémité des ébauches laminées et à soumettre les ébauches laminées ( 2) à l'étampage sans bavures, caractérisé en ce qu'on effectue la séparation des déchets d'extrémité ( 3) des ébauches laminées ( 2) par une réduction de la vitesse de rotaton des déchets d'extrémité ( 3) après leur déformation jusqu'à une valeur comprise entre w/2,5 et zéro, o Qo est la vitesse de rotation des ébauches ( 2) au cours du laminage.