Brevet FR2607040A1 — publié le 19880527

PROCEDE ET OUTILLAGE DE FABRICATION PAR FRITTAGE-FORGEAGE DE PIECES MECANIQUES A DENTURE HELICOIDALE La présente invention se rapporte à la réalisation à la presse de pièces mécaniques pourvues d'une denture hélicoîdale telles que pignons, crabots, Elle vise plus particulièrement un outillage spécifique destiné à la fabrication par frittage-forgeage de telles pièces. Le brevet français enregistré sous le numéro 997 946 décrit dé à un outillage pour la fabrication de pièces mécaniques à denture hélicoidale, excutées en métaux frittés. L' invention propose deux outillages de frittage-forgeage totalement différents de celui-ci pour améliorer la tenue des dentures et la qualité du profil tout en réduisant les coûts d' usinage. Ces outillages sont conçus pour la mise en oeuvre d' un procédé de fabrication par frittage-forgeage de pièces mécaniques à denture hélicoîdale qui, suivant une particularité essentielle de 1' invention, comprend - une première phase de compactage destinée à 1' obtention d' une ébauche pourvue d'une denture, - et une seconde phase de forgeage à chaud destinée à 1' obtention d' une pièce frittée-forgée présentant une densité optimale. Suivant une autre particularité, un outillage de compactage pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend notamment : - une matrice flottante, libre en rotation autour d'un poinçon inférieur hélicoldal, - et un poinçon supérieur monté sur une butée hydraulique lui permettant une mobilité en rotation au cours de la compression. Suivant une autre particularité, un outillage de forgeage à chaud pour la mise en oeuvre de ce procédé comprent notamment - une matrice flottante montée sur butée hydraulique et libre en rotation autour d' un poinçon inférieur hélicoïdal fixe, - et un poinçon supérieur en appui sur cette matrice pendant toute 1' opération de forgeage. Avec ces particularités, la qualité du profil des dentures et la tenue de celles-ci peuvent être améliorées de façon significative. D' autres particularités et avantages de 1' invention ressortiront plus clairement de la description qui suit d' un mode de réalisation préféré, donné à titre d' exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure l représente deux demi-vues en coupe longitudinale et axiale d'un outillage de compactage, - et les figures 2, 3 et 4 représentent des vues en coupe longitudinale et axiale d' un outillage de forgeage à chaud, respectivement en positions de départ, de fin de forgeage et d' élection. La figure l présente un outillage de compactage conforme à l'invention, qui occupe à gauche une position d' ouverture, et à droite une position de fin de compression avec une matrice inférieure 9 en position d' élection. Les séquences successives de fonctionnement sont les suivantes : l. Presse au Point Mort Haut (figure 1, gauche) - L'ensemble d'outillages élémentaires supérieurs 16 à 21 se trouve en position haute. - I'ensemble d'outillages élémentaires inférieurs 1 à 15 se trouve en position de remplissage. 2. Alimentation en poudre - Elle consiste en un remplissage par un sabot d' alimentation. 3. Descente du coulisseau de presse - L'ensemble des outillages élémentaires supérieurs 16 à 21 arrive au contact de l'ensemble inférieur mobile. - Le poinçon supérieur 16 monté sur une butée hydraulique 20 qui lui permet une mobilité en rotation s' appuie sur la matrice flottante 9 solidaire d'une frette 10 ; de cette manière, la poudre versée est enfermée pendant toute la compression. - L'ensemble constitué par la matrice inférieure 9 et la frette 10 est libre en rotation par rapport à un support 11 par l'intermédiaire d'un roulement. Cette mobilité lui permet, au cours du mouvement de descente, de tourner autour d' un poinçon inférieur hélicoîdal 8. 4. Fin de compression (figure l, droite) - Le poinçon supérieur 16 reste en contact pendant le dégagement de 1' ensemble matrice inférieur 9 à 13 vers le bas, ce qui autorise l'extraction de 1' ébauche compactée 30. 3. Remontée du coulisseau de presse 6. Evacuation de r ébauche 30 et remontée des outillages élémentaires inférieurs l à 13 en position de remplissage Les figures 2, 3 et 4 illustrent un outillage de forgeage à chaud conforme à l'invention. De même que pour la phase de compactage, voici les différentes séquences de fonctionnement 7. Presse au Point Mort Haut (figure 2) - L'ensemble des outillages élémentaires supérieurs 51, 52, 53 se trouve en position haute. - L'ensemble des outillages élémentaires inférieurs et mobiles 56, 57, 60, 64, 65, 66, 67, 69, 72, 73 occupe une position haute en butée sur un porte-matrice 61 poussé par un vérin hydraulique. 8. Présentation d'une ébauche à I 1500C dans la gravure de la matrice inférieure 72 9. Descente du coulisseau de presse (figure 3) L' ensemble des outillages élémentaires supérieurs arrive en contact avec l'ensemble des outillages élémentaires inférieurs mobiles. - Début de forgeage de la pièce Ces deux ensembles descendent à la même vitesse, I' un poussant I'autre avec retenue de l'ensemble inférieur mobile au moyen d' un vérin hydraulique. - Forgeage de la pièce Il s'effectue sur le sousensemble inférieur fixe 59, 61, 70, 71 Jusqu' à la fin de 1' opération correspondant à 1' épaisseur recherchée de la pièce, au Point Mort Haut du coulisseau de presse. 10. Remontée du coulisseau (figure 4) - Le poinçon supérieur 54 reste en contact avec 1' ensemble inférieur, en position basse, par le maintien d' un dispositif d' élection supérieur composé d' un dévêtisseur 50 coopérant avec des colonnes d' éiection 49, pendant la remontée du coulisseau 48 au cours de laquelle la broche 52 est dégagée de la pièce forgée. - ensemble des outillages inférieurs mobiles 56, 57, 72, 73 commandé par un dispositif d' éjection hydraulique inférieur non représenté, descend à son tour pour venir en butée sur un porte-matrice 61. La pièce forgée est alors dégagée de cet ensemble inférieur mobile, et repose sur un sousensemble inférieur poinçon 70 - grain 71. - la pièce terminée est extraite manuellement. - A l'aide du dispositif d' élection hydraulique inférieur, 1' ensemble des outillages élémentaires inférieurs mobiles remonte en position haute en butée sur la matrice supérieure 55. Après lubrification, le cycle peut reprendre pour le forgeage d' une nouvelle pièce. REVENDICATIONS l/ Procédé de fabrication par frittage-forgeage de pièces mécaniques à denture hélicojdale, caractérisé en ce qu'il comprend - une première phase de compactage destinée à 1' obtention d' une ébauche pourvue d' une denture, - et une seconde phase de forgeage à chaud destinée à 1' obtention d' une pièce frittée-forgée présentant une densité optimale. 2/ Outillage de compactage pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend notamment - une matrice flottante (9, 10) libre en rotation autour d'un poinçon inférieur hélicoïdal (8), - et un poinçon supérieur (16) monté sur une butée hydraulique (2Ci) lui permettant une mobilité en rotation au cours de la compression. 3/ Outillage de forgeage à chaud pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend notamment - une matrice flottante (72, 73) montée sur butée hydraulique, et libre en rotation autour d' un poinçon inférieur hélicoîdal (70) fixe, - et un poinçon supérieur (54) en appui sur cette matrice pendant toute 1' opération de forgeage.