APPARATUS FOR COLD-FORMING METAL WORKPIECES HAVING OPPOSITE AXIAL ELEMENTS

Abstract: 1. Apparatus for forming, preferably cold forming, metal workpieces (11, 12, 14, 14a, 14b) from a billet (10), comprising a fixed die (4, 6), which ensures the drawing of axial or longitudinal elements (11, 14a) and which is held statically in the fixed part (8) of the apparatus by a band so as to resist the forming forces developing in its fixed part (8) and comprising in addition a tubular die (2) which is integral with the mobile part of the apparatus and is guided in the said fixed part (8) so as to create by drawing a second axial element (12) opposed to the first (11, 14a), characterized in that the annular face (2a) of the die (2) is in the shape of a truncated cone or is concave (Fig. 3) in the direction of flow of the metal which passes into the die (2) (Fig. 1 to 3), the introduction of the tubular die (2) into the fixed part (8) of the apparatus causing it to be dynamically banded in the fixed part (8) at the moment at which this die (8) comes into contact with the billet (10).

Description: Outillage de formage à froid de pièces métalliques comportant des éléments axiaux opposés s - On connaît des outillages destinés à la fabrication de pièces métalliques par extrusion pourvues de prolongements latéraux tels que les croisillons de joints de cardan. On a décrit un tel dispositif dans le document FR A 2 226 228. On connaît aussi des outillages susceptibles de permettre l'obtention d'un prolongement axial réalisé par filage simple ou multiple dans l'axe de forgeage. Dans ce cas, la filière permettant le filage central est placée dans la partie fixe de l'outillage et son frettage destiné à assurer sa résistance face aux efforts de formage est effectué statiquement par une ou plusieurs frettes. La présente invention vise à permettre la réalisation d'un outillage de fabrication par extrusion, préférablement à froid, de pièces métalliques avec des directions opposées de filage dans l'axe du forgeage ou parallèle à celui-ci. A cet effet, la filière assurant le filage d'un prolongement axial de la pièce qui se trouve opposé à un autre filage axial, par exemple tubulaire, est placé dans la partie mobile de l'outillage, ladite filière étant frettée dynamique. ment pendant le mouvement de descente du coulisseau de la presse, à l'intérieur d'un élément de la partie fixe de l'outillage. Cet élément peut consister en une frette de la ou des filières fixes. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en coupe d'un outillage suivant l'invention à sa position ouverte. Fig. 2 illustre la manière dont une pièce à filages opposés peut être réalisée avec l'outillage illustré en fig. 1. Dans cette figure, ce dernier est représenté fermé, c'est-à-dire à la fin du forgeage. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 2 mais montrant une variante. L'outillage illustré en fig. 1 comprend tout d'abord une ¯ partie fixe affectée de la référence générale 1 et une filière mobile tubulaire 2. La partie fixe 1 est bridée sur une table non représentée. Elle comprend une embase 3 supportant un poinçon 4 de forme générale cylindrique et dont le bas comporte une portée tronconique 4a. Cette portée est engagée dans un alésage de forme complémentaire 5a d'une semelle 5 placée au-dessus de l'embase 3 de manière que la semelle en question.;.et le poinçon 4 soient verrouillés s l'un par rapport à l'autre. Autour du poinçon 4 est dispo sée une bague annulaire 6 reposant sur la semelle 5. La semelle 5 et l'embase 3 sont maintenues extérieurement par une couronne de centrage 7 qui s'étend également autour d'une partie d'une matrice 8. Dans l'alésage étagé 8a de cette dernière est engagée la bague annulaire 6. Le pourtour Bb de la matrice 8 est prévu légèrement conique vers le haut. Cette matrice est frettée dans une frette 9 à alésage complémentaire, bridée par tous moyens appropriés par rapport à la table de la presse pour assurer un serrage énergique de tous les composants de la partie I de l'outillage. La frette étant centrée parfaitement par rapport à la semelle 5, on réalise un centrage parfait de la bague annulaire 6 par rapport au poinçon 4. En fait, le poinçon 4 et la bague annulaire 6 limitent une section de filage destinée à la construction de la jupe axiale d'une pièce, comme on l'expliquera mieux plus loin. A cet effet, le poinçon est pourvu d'une tete 4b dont la face extreme est conique, tandis que sa périphérie présente un diamètre légèrement plus grand que celui du corps du poinçon. De même, la bague annulaire 6 comporte une collerette intérieure 6a de diamètre inférieur à celui général de ladite bague. On observe enfin que la face extrême 6b de la bague 6 tournée vers le haut est évasée pour faciliter l'écoulement du métal lors du filage. La filière mobile 2 se présente sous la forme d'un tube dont la face annulaire inférieure 2a est tronconique, la liaison de cette face et de l'alésage intérieur 2b de la filière comportant un cordon 2c de diamètre inférieur à celui de l'alésage 2b. Pour effectuer le filage, on part d'un lopin.métallique 10 de forme générale cylindrique que l'on dispose contre la face 6b de la bague annulaire 6, puis la filière mobile 2 est introduite à l'intérieur de la matrice 8 sous une force élevée. L'action de la filière 2 sur le lopin 10 engendre deux actions simultanées : premièrement la formation d'une jupe 11 dans l'espace annulaire compris entre la bague 6 et le poinçon 4 (fig. 2) et ensuite la réalisation d'un bout d'arbre cylindrique 12 situé à l'opposé de la jupe 11 et qui se forme à l'intérieur de l'alésage 2b de la filière 2. Conformément à l'invention, le diamètre extérieur de la filière mobile 2 est au jeu près égal à celui de l'alésage 8a de la matrice 8, de telle manière que l'introduction de la filière mobile 2 dans ledit alésage 8a provoque son frettage dynamique à partir du moment où la filière entre en contact avec le lopin 10. Ainsi, lors de l'attaque de la face tronconique 2a de la filière mobile 2 sur le pion 10, on est assuré que le filage s'effectuera sans rupture ni détérioration de la filière 2. On observera que le frettage dynamique en question est réalisé par la matrice 8 de la filière fixe, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de pièces supplémentaires pour la réalisation dudit frettage dynamique. Une fois la pièce terminée et la filière 2 ramenée à sa position initiale, la pièce 11-12 est extraite de la partie fixe de l'outillage au moyen d'éjecteurs 13. Ceux-ci, prévus au nombre de trois, traversent librement l'embase 3 et la semelle 5 pour venir agir sur l'arête terminale de la jupe 11. Le poinçon 4 pourrait affecter une forme complexe permettant par exemple la réalisation d'une pièce 14 du genre de celle réalisée comme indiqué ci-dessus, mais dont la jupe 11 serait remplacée par des branches multiples orientées axialement, par exemple pour la réalisation de la fourche tripode d'un joint de cardan. On a illustré en fig. 3 un outillage susceptible de permettre la réalisation d'une telle fourche 14. On observe que la bague annulaire 6 a e' été supprimée, l'alésage 8a de la matrice 8 limitant extérieurement le filage des branches 14a de la fourche 14 dont la tige axiale 14b est filée à l'intérieur de la filière 2. On observe la forme complexe du poinçon 4 qui permet l'obtention des branches et des ouvertures qui les séparent. Dans ce cas, le système de frettage dynamique de la filière 2 pour le filage de la tige 14b permet de fretter statiquement le poinçon 4 à filières multiples destiné au filage des branches 14a. Le frettage statique du poinçon 4 permet d'assurer (malgré sa forme fragilisante) une résistance optimale à l'effort en rendant possible la fabrication de la pièce 14, qui n'est pas réalisable par un procédé conventionnel de filage.

Claims: Revendication Outillage de formage à froid de pièces métalliques du genre comprenant une filière fixe (4-6) assurant le filage d'éléments axiaux ou longitudinaux et qui est frettée statiquement dans la partie fixe de l'outillage pour résister aux efforts de formage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une filière tubulaire (2) solidaire de la partie mobile de l'outillage et destinée à réaliser par filage un second élément axial (12) opposé aux premiers (10), ladite filière (2) venant se frotter dynamiquement à l'intérieur d'un élément (8) de la partie fixe de l'outillage.

Inventors: BOSTBARGE, GUY
Applicants: AMIS ATEL MEC ET IND SPEC
Application year: 1984
Main classification: B21C23
IPC codes: B21K1, B21C23