Brevet FR2616692A1 — publié le 19881223

Géométrie de trous d'étirage pour des filières, no- tamment lors du façonnage de matériaux filiformes." Domaine d'application de l'invention - L'invention concerne la conception de la géométrie de trous d'étirage pour des filières, cette conception étant applicable lors du façonnage de maté- riaux filiformes, notamment de fils métalliques. Caractéristiques des solutions techniques connues - La géométrie des trous d'étirage dans les filières est notamment caractérisée par l'angle d'in- clinaison du trou d'étirage. Cet angle d'inclinaison du trou d'étirage détermine la consommation d'énergie, l'usure de la filière, et le comportement au façonnage du matériau à mettre en forme au cours de processus d'étirage. Une géométrie conique idéale du trou d'éti- rage ne peut pas en pratique être réalisée dans tous les cas, d'après les notions actuelles malgré une dé- pense importante. On a dans la plupart des cas, un trou d'étirage "en forme de trompette". Il en résulte une répartition irrégulière du travail de façonnage et donc, une usure prématurée au début de la zone de façonnage. Il se forme ce que l'on appelle l'anneau d'étirage qui a pour conséquence l'augmentation de la consommation d'énergie et peut 2616.692 aboutir dans un stade ultérieur à la destruction de la filière. Parmi les solutions connues, il est proposé que l'angle d'inclinaison du trou d'étirage se réduise depuis le début jusqu'à la fin de la zone de façonnage de 2 à 80 dans la direction d'étirage (DE-PS 2855 869). Ce cas d'application concerne l'étirage d'acier en barreau avec une section transversale poly- gonale. La consommation d'énergie est alors certes di- minuée, mais l'usure du trou d'étirage et le comporte- ment du matériau restent inchangés. Une autre solution consiste à diviser la longueur de la zone de façonnage en deux parties com- portant des angles constants différents (SU-PS 969 353 B 21 C 3/02). Le problème dans ce cas, est que les longueurs des surfaces angulaires respectives ou bien le point d'intersection des deux angles constants dif- férents dans la zone de façonnage, influencent un dé- roulement efficace du processus de façonnage. Lors de la mise en oeuvre de ce procédé, la consommation d'é- nergie est abaissée, mais l'usure des filières, notam- ment à l'entrée du produit façonné n'est pas modifiée. D'autres solutions, par exemple celles dé- crites dans le document SU-PS 1061 876 - B 21 C 3/08 ou bien dans le document GB-PS 1550 631 - B 21 C 3/04, sont conçues du point de vue constructif de façon que l'on ait dans la zone de la longueur du trou d'étira- ge, un angle d'inclinaison du trou d'étirage constant. Les inconvénients lors de la mise en oeuvre de ce pro- cédé, sont une forte usure de la filière et l'impossi- bilité d'influencer le comportement du matériau à fa- çonner. But de l'invention - Le but de l'invention est de remédier à ces défauts, d'abaisser la consommation d'énergie par rap- port aux solutions connues ou de la maintenir constante, et d'augmenter notablement la durée de vie des filières. Exposé de la nature de l'invention - Le problème posé à l'invention est de conce- voir pour des filières, la géométrie du trou d'étirage de façon que lors d'un façonnage, on évite une répar- tition irrégulière du travail de façonnage sur la lon- gueur de façonnage, et donc, des sollicitations extrê- mes de l'outil dans la première moitié de la longueur de façonnage Ce problème est résolu, conformément à l'in- vention, en ce que la géométrie du trou d'étirage des filières est réalisée en fonction de la capacité de fluage du produit façonné, de sorte que le travail de façonnage est réparti uniformément sur la longueur de façonnage. Cela est obtenu en subdivisant la longueur de la zone de façonnage en un nombre quelconque de tronçons individuels, un angle d'inclinaison déterminé a du trou d'étirage étant associé à chaque tronçon, de sorte que le produit du degré de déformation par la résistance à la déformation, qui est en même temps in- fluencé par le taux de façonnage respectif du produit façonné, est identique pour tous les tronçons. Confor- mément à l'invention, on obtient en outre, avec cette solution, qu'un produit filiforme d'un diamètre supé- rieur à 2 mm et pourvu de moyens de revêtement, puisse être façonné à froid au-dessous de 300 C. Exemple de réalisation L'invention va être exposée plus en détail en se référant aux dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 montre le travail de façonnage rapporté à la longueur de façonnage, - la figure 2 montre un tronçon de la lon- gueur du trou d'étirage. Sur la figure 1 est représentée, sous forme de diagramme, l'évolution du travail spécifique de fa- çonnage w sur la longueur de la zone de façonnage 1 pour une filière connue a et pour une filière b réali- sée conformément à l'invention. Il en ressort que l'on arrive à diminuer les pointes de sollicitation dans la premiere moitié de la zone de façonnage, ce qui se traduit forcément par une réduction notable de l'usure de cette zone de façonnage. La représentation sur la figure 2 montre que l'angle d'inclinaison a du trou d'étirage est fixé en chaque point de la longueur de façonnage i en fonction de la résistance respective à la déformation kf de sorte que le travail spécifique de façonnage w est ap- proximativement le même en chaque point de la longueur de façonnage 1. Au début de la zone de façonnage, le produit façonné c, a, de façon connue, une faible ré- sistance à la déformation kf et en conséquence, l'an- gle d'inclinaison a du trou d'étirage peut être rela- tivement grand. Avec la progression du façonnage, la résistance du produit façonné c augmente, ce qui doit entraîner un abaissement du degré de déformation pour une réduction concomitante de l'angle d'inclinai- son a du trou d'étirage en chaque point de la longueur de façonnage 1. Ces modifications constituent la con- dition fondamentale pour maintenir constant le travail de façonnage w. Lorsque par exemple un fil métallique d'un diamètre do doit être façonné à un diamètre dn, l'en- semble du travail de façonnage w, par exemple N/mm2 est réparti uniformément sur un nombre quel- conque de tronçons de la zone de façonnage. L'angle d'inclinaison respectif ai du trou d'étirage sur le tronçon considéré, peut être détermi- né par l'intermédiaire de la fonction suivante: Z616692 -wi 1 ai = f [ di; e x p kfmi (1;) li a = angle d'inclinaison du trou d'étirage w = travail spécifique de façonnage, kf = résistance à la déformation, kfm = résistance moyenne à la déformation = degré logarithmique de déformation, 1 = longueur de la zone de façonnage, d+ = diamètre du produit façonné, i = valeur de mesure sur le tronçon considéré, exp = fonction ex. Z616692 REVENDICATION Géométrie de trous d'étirage pour des filiè- res destinées au façonnage à froid de produits fili- formes, notamment de fils métalliques, géométrie ca- ractérisée en ce que la longueur de la zone de façon- nage (1) est subdivisée en un nombre quelconque de tronçons individuels, chaque tronçon ayant un angle d'inclinaison a du trou d'étirage adapté au produit façonné (c) correspondant, et le travail spécifique de façonnage (w) étant le même sur chaque tronçon indivi- duel de la zone de façonnage.