Brevet FR2535233A1 — publié le 19840504

L'invention porte sur un procédé et un dispositif permettant d'obtenir par cisaillement de barres ou de bil- lettes d'acier,des tronçons de longueur exacte destinés à l'emploi comme ébauches de formage dans la masse. Les ébauches destinées au formage dans la masse sont produites surtout par cisaillement de barres ou de bil- lettes d'acier, car il s'agit d'une opération de section- nement o les pertes de matière sont faibles En outre, la production est beaucoup plus élevée qu'avec les autres pro- cédés de sectionnement, tel que le sciage, le découpage au chalumeau, la rupture, etc. On connaît des procédés de mesure qui permettent de déterminer les dimensions des billettes avant ou après le cisaillement pour les répartir entre des groupes de tronçons de même volume Cependant, les procédés de ce genre ne sont utiles que si l'on parvient à respecter exac- tement les longueurs de tronçons déterminées en fonction d'un volume prévu Pour des raisons de prix de revient, on s'efforce de traiter autant que possible des billettes, c'est-à-dire des produits provenant des trains dégrossis- seurs Mais, quand on emploie les systèmes à cisailles ha- bituels, il y a des variations de volume pouvant attein- dre environ 4 % Comme des variations de ce genre peu- vent provoquer des incidents lors des étapes suivantes de la fabrication, par exemple des pièces mal formées, une usure excessive des outils, une surcharge des outils et des machines, ou analogue, il est impératif de les supprimer. Les irrégularités du volume qui apparaissent lors du ci- saillement, parmi les petits lingots coupés, sont, ainsi, dues à la grande tolérance sur le demi-produit (billettes), d'une part, et à l'influence de la machine et de l'outil, d' autre part. Il est connu, pour le réglage de la longueur des tronçons à cisailler, de déplacer la billette, ou autre, dans la cisaille au moyen d'un train de rouleaux, jusqu'au limiteur de course qui se trouve du côté de la sortie de cette cisaille, l'avance étant produite par les rouleaux moteurs du train de rouleaux Pour pouvoir faire avancer la billette, on soulève en général le plan de roulement du train de rouleaux jusqu'à ce que la billette puisse pénétrer sans frottement dans la zone de travail de la cisaille, entre une butée-serre-flan et la lame inférieu- re La fermeture de contact entre le limiteur de course et la billette déclenche l'action de la cisaille Avant le ci- saillement, le serre-flan est actionné et le train de rou- leaux est arrêté pour le protéger des mouvements brusques de la billette sous l'effet du cisaillement En outre, pendant la coupe, le limiteur de course est ramené en ar- rière pour empêcher que les tronçons cisaillés ne se coin- cent entre lui et la lame On ne peut alors pas éviter qu'il puisse se produire, lorsqu'on abaisse le train de rouleaux, des modifications de la position de la billette ou autre, y compris dans la direction de l'axe de la bil- lette. En outre, une inexactitude peut résulter du fait que, quand le train de rouleaux est en position relevée, la surface de contact du limiteur de course avec la bil- lette se trouve dans une position quelconque sur la sur- face de rupture non plane de la surface cisaillée, la posi- tion de la surface de contact se décalant lors de la des- cente du train de rouleaux La rugosité de la surface de rupture et l'allure de la rupture ont donc un effet sur la longueur du tronçon De plus, la force d'appui de la bil- lette contre le limiteur de course, et donc son élasticité, son-jeu, etc, dépendent du poids propre, qui est variable, de la billette et du coefficient de frottement entre le rouleau moteur et la billette ou autre. Lorsque les billettes, ou analogues, sont cintrées, et aussi quand la longueur des billettes diminue, il ap- parait, en ce qui concerne le limiteur de course, des im- précisions de position lors de la descente du train de rou- leaux, ce qui crée aussi des imprécisions dans la longueur des tronçons La force d'entraînement du train de rouleaux change lorsque la billette vient au contact de la butée- serre-flan Cette entrée en contact se produit lorsque la billette, ou autre, est fortement cintrée et lorsque la position du centre de gravité des extrémités des billettes qui deviennent plus courtes, est défavorable De même, la distance entre les rouleaux et la disposition de ces rou- leaux dans le train de rouleaux produisent également des effets à cet égard. Une étude des grandeurs relatives à la machine qui exercent une influence, a montré que, même avec un ou- til adapté à son rôle de façon optimale et avec une sec- tion constante des billettes, la constance nécessaire des volumes, permettant des variations de + 0,5 % au maximum, ne peut pas être obtenue avec des systèmes à cisaille clas- sique, en particulier pour des tronçons courts En outre, les procédés de mesure servant à déterminer la longueur nécessaire des tronçons ont leurs propres tolérances, de sorte que la tolérance relative à l'effet de la machine doit être nettement inférieure à la tolérance maximale ad- missible sur le volume. L'invention est fondée sur le fait que l'on s'est rendu compte que ces variations de volume sont engendrées dans la totalité du système de la cisaille, à savoir le dispositif d'avance du produit, le serré-flan et le limi- teur de course Le but de l'invention est d'obtenir une constitution de la cisaille grâce à laquelle les varia- tions de volume mentionnées puissent être réduites, de fa- çon sûre, à la tolérance de volume qui est nécessaire Èn considère que la condition requise pour une coupe à la ci- saille avec un volume constant est une tolérance maximale de 0,5 % sur le volume Selon l'invention, un transport de la billette ou autre à travers la cisaille, s'effectue au cours d'un soulèvement temporaire depuis le plan de cisaillement jusqu'à un limiteur de course situé du côté de la sortie de la cisaille, au moyen d'un train de rou- leaux sur lequel la billette ou autre est pressée contre une butée au moyen d'un serre-flan, et le cisaillement est déclenché par le contact entre le limiteur de course et la billette Après l'introduction de la billette ou autre dans la zone de travail de la cisaille, le plan de cisail- lement reste inchangé, l'avance de la billette se fait de façon forcée jusqu'au limiteur de course avec une force de poussée constante, la billette étant maintenue pressée contre la butée-serre-flan, pendant cette avance, sous l'action d'un effort de serrage d'une grandeur déterminée, puis l'immobilisation de la billette est due à une force de serrage supérieure. Pour le réglage de la longueur des tronçons selon l'invention, il est important que le plan de cisaillement ne soit modifié que pendant la brève opération d'introduc- tion Au contraire, lors de son approche, la billette ou autre est maintenue et guidée de façon sûre et forcée con- tre le limiteur de course, de sorte que les sources habi- tuelles de perturbations, par exemple les modifications de position de la billette, ou autre, lorsque le train de rouleaux est abaissé, le poids propre variable de la bil- lette à cisailler, le coefficient de frottement entre le rouleau moteur et la billette, sont éliminées de manière sûre La force d'avance est telle que le transport de la billette est possible d'une façon parfaite Quand elle ap- proche du limiteur de course, la billette reste guidée de façon contrôlée et parfaite Il est maintenant possible de supprimer les variations de volume indésirables des tronçons et de les ramener à une tolérance de volume qui est nettement inférieure à + 0,5 % Ainsi est remplie la condition nécessaire à un forgeage de précision et sans bavure, ce qui assure des avantages importants pour les pièces à forger On obtient des variations de cotes beau- coup plus faibles pour les pièces, ce qui permet de fabri- quer des surfaces actives prêtes au montage sans retouche. En outre, on réalise une' économie de poids lors du forgea- ge sans fracture de bavure par rapport au forgeage avec bavures Il en résulte une meilleure disposition des fi- bres, ce qui donne une résistance permanente plus élevée à la pièce forgée. Après que le réglage de la longueur des tronçons, la billette ou autre doit être maintenue serrée entre le dispositif d'avance et le limiteur de course, par le dis- positif d'avance à force d'avance constante, jusqu'à ce que la force de serrage plus grande agisse La course d'a- vance maximale possible du dispositif d'avance à force d'avance constante est choisie plus grande que la longueur maximale, pouvant être réglée, du tronçon à cisailler. On a ainsi la certitude que le guidage de la billette ou autre est maintenu jusqu'au limiteur de course, jusqu'à ce que l'immobilisation de la billette ou autre pour le cisaillement soit effectuée. Selon une autre particularité de l'invention, la cisaille à billettes est réalisée de telle manière que le serre-flan dispose d'au moins deux paliers de force dont l'un se charge du guidage de la billette lors de sa mise en position et l'autre l'immobilise lors du cisaillement. Le second dispositif de serrage exerce de préférence une force plus faible que celle du serre-flan qui sert à im- mobiliser la pièce; le dispositif de serrage agit sur la billette ou autre par friction glissante Il est indiqué que cela se fasse au moyen d'au moins un galet ou analo- gue, pour que les forces de frottement qui s'opposent à la force d'avance restent aussi faibles que possible lors de l'avance de la billette. Il est avantageux que le second dispositif de ser- rage soit incorporé au dispositif de serrage servant au maintien Il peut s'agir d'un ensemble piston-cylindre actionné par un système moteur, par exemple hydraulique ou pneumatique; une certaine élasticité dans la force de ser- rage peut être rendue possible Une autre caractéristique de l'invention est constituée par un dispositif d'avance à force d'avance constante formé de préférence par une pin- ce, qui saisit la billette, qui peut serrer la billette ou autre avec une force constante et qui se charge de l'a- vance quand le train de rouleaux a été arrêté. Comme, du fait du guidage forcé de la billette lorsqu'elle s'approche du limiteur de course, la surface de butée s'applique toujours contre la même surface dans la section de cisaillement, cette surface doit être la surface de coupe plane de la surface de cisaillement, car c'est à cet endroit seulement que la longueur de coupe peut être réglée de façon claire Pour que la pression de sur- face entre le limiteur de course et la billette soit aussi faible que possible, la forme de la surface du limiteur de course doit être adaptée à celle de la surface de coupe. Comme le guidage de la billette ou autre se fait, au moyen du dispositif d'avance, avec une force d'avance constante, et qu'il n'est plus prévu, alors, de régler le train de rouleaux en hauteur, tout le train de rouleaux est monté sur des amortisseurs élastiques ou analogues pour le protéger des mouvements brusques de la billette, dus par le cisaillement. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description ci-dessous d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure unique du dessin annexé qui est une vue schématique en élévation, avec arrachement par- tiel, d'une cisaille à billettes, à entraînement hydrauli- que, équipée du dispositif de l'invention qui permet d'ob- tenir des longueurs de coupe précises. La cisaille 1 représentée comprend, entre deux montants 2, un vérin d'entraînement 3 et un porte-lame in- férieur 4 qui supporte une lame de cisaillement inférieure , ces éléments constituant un ensemble indivisible Le porte-lame 4 sert en même temps de butée-serre-flan Le vé- rin d'entraînement 3 comporte un piston d'entraînement 6 qui est équipé d'un porte-lame supérieur 7 supportant une lame supérieure 8 Un autre piston d'entraînement 6 a pour le serre-flan 9 est monté dans le piston d'entraînement 6. Sur le porte-lame inférieur 4 est monté un dispositif de serrage 4 a dont la partie inférieure est réalisée sous la forme d'un cylindre et coopère avec le piston fixe 4 b. Du côté sortie de la cisaille, se trouve un dis- positif 10 de réglage des tronçons à couper dans une bil- lette 11, le réglage pouvant se faire de préférence au moyen d'un moteur auxiliaire 12 Sur le dispositif 10 du réglage de longueur, est monté un limiteur de course 13 pour la billette 11 La surface de contact 13 a est adap- tée, dans sa position et sa forme, à la coupe dans la sec- tion de cisaillement Dans ce but, le dispositif 10 de ré- glage de longueur peut être décalé en hauteur sur la glis- sière l Oa et y être immobilisé. Du côté de l'entrée de la cisaille, se trouve un dispositif d'avance 14 qui comporte des mâchoires de ser- rage 15 et 16 entre lesquelles est serrée la billette 11. Les mâchoires de serrage 15 et 16 sont mises en position de serrage contre la billette 11 par un ensemble piston- cylindre 17 combiné à une tringlerie 18 Les mâchoires de serrage 15 et 16 forment alors une pince qui serre la bil- lette 11 avec une force constante Le vérin 19 sert à ef- fectuer une avance de la pince 15, 16 20 désigne un ap- pui pour le dispositif d'avance 14. Du côté de l'entrée du dispositif d'avance 14, se trouve un train de rouleaux 21 ayant des rouleaux 22 Une billette 11, qui repose, arête en bas, sur les rouleaux 22 et dans les éléments 15 et 16 de la pince, est transpor- tée dans le dispositif d'avance 14 sur les rouleaux mo- teurs 22 du train de rouleaux 21 Pour cela, le train de rouleaux 21 est soulevé par un vérin de levage 23 jusqu'à ce que la billette 11 puisse pénétrer librement dans l'es- pace de la presse Le train de rouleaux 21 repose de pré- férence sur des amortisseurs élastiques 24. Le serre-flan 9 dispose d'au moins deux niveaux de force Le premier niveau de force sert à immobiliser la billette 11 pendant le cisaillement, et il est fourni par le piston 6 a Un autre niveau de force, dont l'effet est plus faible, est constitué au moyen d'un ensemble pis- ton-cylindre 25 dont le piston 26 agit sur la billette 11 par l'intermédiaire d'une tige de piston 27, de préfé- rence à travers au moins un galet 28, de sorte qu'il exis- te une liaison à friction glissante avec la billette 11, ou autre L'autre dispositif de serrage 25, à savoir l'ensem- ble piston-cylindre, peut être actionné par un élément gé- nérateur de force, par exemple hydraulique ou pneumatique. Le deuxième niveau de force, sous la forme du dispositif de serrage 25, se charge du guidage de la billette 11, ou autre, lors de sa mise en position contre le limiteur de course 13 a, la billette 11 étant maintenue pressée contre la butée-serre-flan 4 pendant l'avance. Après le réglage de la longueur des tronçons, la billette 11, ou autre, est maintenue serrée par le dispo- sitif d'avance 14, 19, avec une force d'avance constante entre ce dispositif et le limiteur de course 13, jusqu'à ce qu'une force de serrage plus importante agisse par l'intermédiaire du serre-flan 9, de sorte que la billette 11 est immobilisée Ensuite, le dispositif d'avance est ramené en arrière après ouverture des mâchoires de serra- ge 15 et 16, par l'ensemble à vérin 19, dans sa position de départ. Le train de rouleaux 21 est soulevé par le vérin de levage 23 jusqu'à ce que la billette 11 puisse pénétrer librement dans l'espace de la presse Pour les opérations de cisaillement suivantes de la billette, le train de rou- leaux 21 reste en position abaissée sans entraînement, et repose alors sur les amortisseurs élastiques 24 Le trans- port de la billette est alors assuré exclusivement par le dispositif d'avance 14. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé permettant d'obtenir des tronçons de longueurs exactes par cisaillement de barres ou de billet- tes d'acier, en vue de leur emploi comme ébauches pour le formage dans la masse, procédé dans lequel l'extrémité a- vant de la billette, ou autre, est transportée à travers la cisaille, en étant soulevée temporairement du plan de cisaillement, jusqu'à un limiteur de course situé côté sor- tie de la cisaille, au moyen d'un train de rouleaux sur lequel la billette, ou autre, est pressée au moyen d'un serre-flan contre une butée, et le cisaillement est déclen- ché par le contact entre le limiteur de course et la bil- lette, caractérisé en ce que, après l'introduction de la billette, ou autre( 11), dans la zone de travail de la ci- saille, le plan de cisaillement reste inchangé, et l'avan- ce de la billette s'effectue de façon forcée, avec une force d'avance constante, jusqu'au limiteur d'avance( 13, en ce que la billette 11 est maintenue, sous l'effet d'une force de serrage d'une grandeur déterminée, contre la bu- tée-serre-flan ( 4)pendant cette opération d'avance, et en ce que l'immobilisation de la billette est obtenue par une force de serrage plus importante 9). 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la billette ou autre(ll) est maintenue ser- rée entre le dispositif d'avance( 14)et le limiteur de course( 13), après le réglage de la longueur des tronçons, par le dispositif d'avance à force d'avance constante, jusqu'à ce que la force de serrage plus importante produi- se son effet. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la course d'avance maximale possible du dispositif d'avance ( 14) à force d'avance constante est supérieure à la longueur maximale pouvant être réglée du tronçon à couper. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'effet de serrage d'une grandeur dé- terminée produit son effet sur la billette ou autre pen- dant la mise en position de celle-ci - Dispositif servant à obtenir des tronçons de longueur exacte, par cisaillement de barres et de billet- tes d'acier, en vue de la réalisation d'ébauches pour le formage dans la masse, dispositif avec lequel la billette ou autre, est transportée par un train de rouleaux entrai- né, à travers la zone de travail de la cisaille, jusqu'à un limiteur de course situé côté sortie de cette cisaille, le train de rouleaux étant soulevé pour l'introduction, puis abaissé de nouveau, et le cisaillement étant déclen- ché par le contact entre le limiteur de course et la bil- lette après que la billette a été immobilisée par un ser- re-flan contre une butée-serre-flan, caractérisé en ce qu'il comporte, comme autre dispositif de transport, un dispositif d'avance ( 14) à force d'avance constante dans le plan de cisaillement, et en ce que le serreflan ( 9) dispose d'au moins deux niveaux de force dont l'un ( 25) se charge du guidage de la billette ( 11) ou autre lors de sa mise en place entre le limiteur de course ( 13) et l'autre ( 6 a) immobilise la billette ou autre lors du cisaillement. 6 Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comporte, pour immobiliser la billette ( 11) en plus du serre-flan ( 9), un autre dispositif de serrage ( 26, 27) qui a une force plus faible que celle du premier serre-flan ( 9), et agit sur la billette ( 11) ou autre par friction glissante. 7 Dispositif selon l'une des revendications et 6, caractérisé en ce que la transmission des forces du deuxième dispositif de serrage ( 26, 27) sur la billet- te ( 11) ou autre se fait par l'intermédiaire d'au moins un galet ( 28). 8 Dispositif selon l'une des revendications à 7, caractérisé en ce que le deuxième dispositif de serrage ( 26, 27) est monté dans le dispositif de serrage ( 9) qui sert à l'immobilisation. 9 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le deuxième dispositif de ser- rage ( 26, 27) est un ensemble piston-cylindre actionné par un système moteur, par exemple hydraulique ou pneumatique, 10 Dispositif selon l'une des revendications à 9, caractérisé en ce que la course du dispositif d'a- vance ( 14) à force d'avance constante est supérieure à la longueur maximale à régler du tronçon qui doit être coupé par la cisaille. 11 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le dispositif d'avance ( 14) à force d'avance constante reste en action jusqu'à ce que l'autre niveau de force ( 6 a) du dispositif de serrage ( 9) produise son effet. 12 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que le dispositif d'avance ( 14) à force d'avance constante est une pince ( 15, 16) qui sai- sit la billette ( 11) ou autre, la serre avec une force constante et provoque son avance lorsque le train de rou- leaux ( 21) a été arrêté. 13 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que la surface de butée ( 13 a) du limiteur de course ( 13) est adaptée à la position et à la forme de la coupe dans la section de cisaillement. 14 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que le train de rouleaux ( 21) est monté sur des amortisseurs élastiques ( 24), tels que des blocs amortisseurs en caoutchouc.