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La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de pièces en forme d'anneaux ou de cuvettes, ainsi qu'une machine à forger utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les pièces de cette catégorie qui sont utilisées par exemple comme couronnes ou cages de paliers à rouleaux, comme obus, etc.., doivent évidemment présenter des surfaces périphé- riques intérieures et extérieures parfaitement concentriques.
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Il est déjà connu do fabriquer des pièces brutes en forme d'an- neaux ou de cuvettes par emboutissage, mais on ne parvient pas a obtenir des épaisseurs de parois absolument uniformes sur tous les côtés. Ausi est-il nécessaire de passer au tour les pièces bru- tes préalablement embouties, co qui non seulement '=si. incommode,
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mais encore entraîne de !''l'OmHH3 pertes de m-'1,i', re.
A 1'encontre de ces anciens procèdes, le procède tel que le prévoit l'invention consiste Ù placer les pièces brutes préalablement embouties en forme d'anneaux ou tt.: envoûter; sur un mandrin rotatif et a ] va forcer avec clntj':WI en 1."n faisant tourner simultanément, au moyen d'outils de p['T'cu::iun repartis sur la périphérie des pièces brutes et se d6p'!a'.;.'!nt r;I,J.ialc7!1rmt par rapport au mandrin. Gi l'on a soin de veill'!' m ce (1':e le mandrin ne puisse fléchir ni se dérober lorsqu'il :;e produit des irrégularités arma l.t:.T t.UI'C::a acbiunnant, les onbi]3 de .LOrl;t.'a,r,F,f on obtient ainsi des pièces p;J1'rlil;l)!IlOnt C()\1L.t";{;; s.' ns aucune :r"y't.e .le [11; t,j è;p\;J.
C:n out1"", il ',:01. i?t';ü¯G;:l(:Itt nousinl ue donner it ces pièces n'importe que] l'1r'O' t d.'-:;ire dans le sen:. :1. j::.tl, se Ion la forme des o\l[,-L1 fie percussion utilises cl lu ;";-""±1 dont ils sont cominundés.
Il e ;i ;t:t: déjà des ivchines à for<Toi" (H'ns lesoucjtlea les outil:: de pcrcl1::;.i()!l reparti:; sur .la périphérie ne la pièce entraînée en. rota f. ion et p)t.1Y<mi, et.r'e tl.ylu(:z:, ¯cm.ia..a.c:m'r,tt sont .. portes par des bielles actionnées par un CXCl!1I L 1'1<'110, les arure:- d'entraînement de ces bielles étant monter; l:Xc','tll.t".i(1"l!!;lOn1 dans des palierr. ù,';;plar.::'1:lles nnf':tlloh'r;:l1unt.
La popsihilite de r,5!,:lnf':< atl,fr,lnire dus paliers de:; arbres d 1 etlt,;luf'mPllt pernet de modi- fier la course des bielles, et par conséquent dl' 1";' '1('1' en pro- fondeur les OU1.;l.l; lin percussion afin de donner lus dimensions désirées :, la sectiun de la pièce, Tour l'avance axiale (tu la pièce et sa rotation, il au été prévu jusqu'à pr.';
j.Mit. une tourel le de serrare particulière qui amené la pièce en contact avec
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les marteaux, son mouvaient ce rotation restant unij'orms, et il est déjà connu de commander automatiquement le r6!.l&, e dus pallcir des arbrss d'entraînement des marteaux (c'est-à-dire 1 .-.lage t en profondeur des marteaux) au moyen de gabaris, en fonction du mouvement axial de la pièce, afin d'obtenir ainsi ,'en profils
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de pièce on forme de corps de révolution s'écartant cle If forme pureuent cylindrique. Hais avec les machines à forcer existant jusqu'à présent, il n'est pas possible d'obtenir par forjj&ae des pièces creuses tout-arait satisfaisantes, noté' alt:Tlt ces "- pièces en forme d'anneaux ou de cuvettes parlitoent centrées.
Afin/de permettre la mise en oeuvre au procède sui- vant l'invention, il est indispensable de perfectionner les ma-
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chines à forger connues en prévoyant un mandrin de for:!;ea;e assurant simultanément la rotation et le déplacement axial de la pièce, entraîné lui-même en rotation et pouvant être animé d'un mouvement d'avance très puissant produit de préférence par une ' force hydraulique, et un contre-support ou un organe de portée monté à rotation, coopérant avec ce mandrin, de telle sorte que la pièce emmanchée sur l'extrémité du mandrin, adaptée à la for- me intérieure de la pièce, soit fortement serrée entre le man-
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drin et le contre-support pendant l'opération de forgeage.
Etant donné que dans ces conditions lemandrin lui -môme contribue à la rotation et au déplacement axial de la pièce, la tourelle de ser- utilisée rage/jusqu'à présent devient inutile, de sorte qu'il est possible d'usiner même des pièces de très faible longueur, qu'il serait absolument impossible de fixer sur une tourelle de serrage. Le serrage de la pièce entre le mandrin rotatif et le contre-support pouvant être entraîné en/cotation assure un parfait entraînement de la pièce lors de la rotation du mandrin.
Liais on obtient en outre un appui supplémentaire du mandrin contre le contre-support déporté
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d4: sorte que le mandrin ne peut Être/, en cas d'Irrégularités se produisant dans les forces actionnant les outils de f orr;ear ,e,
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ce qui est la condition essentielle d'un forgoéi':e centré . La force élevée qui est développée lors de l'avance du r1<lldrin per-
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met également de forcer des pièces à profil conique ou tronconi-
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que très accentué, car on obtient ainsi une ï-u*,3isi,.,cs, suffisante aux forces axiales s'opposant su mouvonent ci'v4rr..
Conformément a l'invention, le eontre-su'-port ou organe de portée est interchangeable ou peut dr" équipé a'emDoute interchangeables, afin de. pouvoir s'adapter COnV(;Dé: ulcff3:tt 1.. la forme des diverses pièces et aux circonstances .uv nt oe présen- ter. S'il s'agit de forcer des pièces ayant 7¯' a7 7 c F ieat aï ia 1 exife un mouvement d'avance axial pendant l'opération de for-ea- ge, le contre-support, qui est normalement lOl1t poste fixe,
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est remplacé par un contre-support nonté de favori à pouvoir se déplacer bxialenent et prenant appui sur un piston hydraulique, ce piston pouvant reculer en refoulant le liquide sous pression par l'intermédiaire d'un orifice s'étranglement réglable.
Lans ce cas, le serrage de la pièce entre le mandrin et le contre-
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-support reste maintenu , malgré le déplacement de ces deux ori7a;.-I
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nes, et la force de serrage, qui peut être Modifiée par le ré-
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glage de l' étra n lel'1ent, correspond à la différence entre la for- ce assurant le aouvenent d'avance et la force opposée agissant sur le piston sur lequel le contre-support prend ü=.oui. L'ensem- ble cylindre-piston servant d'organe d'appui au contre-support peut être démonté en .;1ême teps que celui-ci, de telle sorte eue la machine peut être utilisée également pour des pérat ¯ rs de
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forgea-le ne nécessitant pas de mandrin ni de centre-support.
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S'il s'agit de forcer des pièces éll1'!l11air"s, le contre-support présente rationnellement sur sa face terminale un t.-vide'tent, en
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vue de recevoir l'extrémité du mandrin pensant l'opération de
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forgeage, ce qui assure un appui piirti.ciili-,r,2,,eiit satisfaisant
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pour le mandrin.
Suivant une autre particularité de l'objet de l'in-
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vention, il est prévu sur le mandrin de ;or rea;e une douille ou
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un manchon au Moyen duquel Le mandrin peut être éventuellement amené à proximité du marteau par un guide cylindrique. Ce dis- positif de guidage, qui est avantageusement fixé par une bride en au carter de la machine à forger et qui peut/ être démonté, cons- titue un accessoire essentiel pour le forgeae avec centrée de pièces embouties en forme d'anneaux ou de cuvettes de faible ex- tension axiale, étant donné que le mandrin est maintenu des deux côtés et à faible distance des martiaux (d'une art, par-le con- tre-support et, d'autre part, par le manchon et par le guide)
et ne peut effectuer de mouvements d'échappement, -lais seulement des mouvements négligeables, de sorte que lesparois de la pièce forcée présentent de tous côtés la même épaisseur.
En outre, conformément à- l'invention, la douille por- te-mandrin (rationnelement remplaçable ou démontable) est étu- diée en vue de pouvoir coulisser (avantageusement sous l'action d'une force hydraulique sur le mandrin de forgeage) et de servir d'organe de dégagement de la pièce forcée. L'interchangeabilité de la douille'porte-manchon permet une adaptation aux différen- tes formes ou aux différentes longueurs de pièces.
Le déplacement relatif de la douille sur le mandrin permet de séparer ou de dé- gager la pièce adhérant furtement au mandrin à l'intérieur même du carter dela machine à forcer, en retirant simplement le man- drin à travers la douille, qui demeure par exemple à poste fixe, de sorte que la douille remplit un double rôle (guidage ou sou- tien du mandrin e t dégagement de la pièce). Le cylindre-servant de lors du coulissement du contre-support ou du piston qui lui est associé peut présenter un orifice inférieur corres- pondant au diamètre de la pièce, un c uloir disposé sous cet orifice étant orienté vers l'extérieur, la pièce terminée de for- geage et dégagée de la douille' tombant à travers cet orifice pour glisser ensuite vers l'extérieur par le couloir.
On obtient un ensemble particulièrement rationnel en
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fixant le mandrin sur un chariot disposé à l'extérieur du carter de la machine à forger et équipé d'un dispositif d'entraînement assurant la rotation du mandrin et d'un autre dispositif servant au déplacement relatif de la douille, ce chariot étant reliée par l'intermédiaire de tiges traversant le carter de la machine à forger,à des pistons commandés hydrauliquement et coulissant dans des cylindres fixés par brides sur l'autre côté du carter de la machine à forger.
Le mandrin,qui est éventuellement pour- vu.,du côté du marteau, d'un embout interchangeable et avantageu- sement refroidi par l'eau, est fixé amoviblement dans le chariot par un arbre d'entraînement creux auquel peuvent être reliés des organes de retenue utilisables pour des pièces de grande longueu-- à la place du mandrin. L'interchangeabilité de l'embout du man- drin ou du mandrin lui-même est nécessaire-pour pouvoir forger des pièces de formes et de longueurs différentes.
Liais on peut également introduire dans l'arbre creux du chariot, à la place du mandrin, des pièces de grande longueur, et les maintenir au moyen des organes de retenue adaptables, de telle sorte aue la machine soit utilisable non seulement pourforger des pièces creu ses de faible longueur, mais également pour conformer sans produc tion de copeaux des tiges et des tubes d'une certaine longueur.
Le chariot joue dans ce cas le rôle qui est rempli généralement par la tourelle de serrage.
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'objet de l'inven- tion.
Les figures 1 et 2 sont des vues respectivement de profil et de devant de 1' ensemble d'une machine à forger suivant l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe par la ligne brisée III-III en figure 4 du carter de la machine à forger, cette vue montrant son mécanisme d'entraînement et de réglage des mur- teaux.
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La figure 4 est uns vue du devant dessinée à plus grande échelle.
La figure 5 est une vue en coupe axiale du chariot porte-mandrin, dessinée également @ plus grande échells.
La figure 6 est une vue en coupe montrant la partie centrale du carter de la machine à forcer, ainsi que le mandrin et le contre-support, pendant' une opération de forgeage de pièces de forme annulaire.
Les figures 7 et :, sont des vues identiques montrent les dispositifs ou montages spéciaux pour le forgeais et le cen- trage de pièces en 'forme de cuvettes et le forgeage de pièces creuses de grande longueur.
@ Dans le carter 1 de la machine à forcer sont disposés quatre marteaux constitués par des bielles 2 et des outils de .percussion 3, interchangeables; insérés à leurs extrémités . Les bielles 2 sont actionnées par des arbres 4, convenablement décol- letés excentriquement, montés eux-mêmes excentriquement dans des paliers 5, réglables angulairement. Par déplacement angulaire des paliers 5, il est possible de la sorte de modifier la course des marteaux, c'est-à-dire des bielles, et de régler ainsi la proòn-- deur de pénétration des outils de percussion 3.
Les paliers 5 des arbres d'entraînement 4 des quatre marteau;;, se déplacent toujours angulairement de façon conjointe afin d'assurer un ré- glage simultané et uniforme de tous .les marteaux. A cet effet, les paliers 5 sont solidaires de pignons 6 engrenant avec un pignon central commun 7 qui assure leur rotation simultanée.
Comme visible sur la¯¯figure 4, le déplacement anqulaire des cous- sinets des paliers 5 s'effectue hydrauliquement. Il est prévu à cet effet un piston 9 à double effet, relié à une crémaillère $ qui engrène avec un pignon 10) lui-même en @ise avec le pi- gnon droit 6 de l'un des quatre paliers 5. Selon la face du pis- ton 9 qui reçoit la pression du fluide, la crémaillère 8 se dé- place dans un sens ou dans l'autre, ce qui fait tourner le pignon
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10 et par suite le pignon 6 de l'un des paliers et, par l'inter- médiaire du pignon central commun, tous les autres pignon 6, dans l'un ou l'autre sens.
Etant donné que, lors de leur déplacement, les biel- les 2 exécutent non seulement un mouvement axial, mais aussi un déplacement angulaire, elles sont guidées dans un plateau 11 monté rotation dans le carter 1 de la machine à forcer et ac- compagnant les bielles dans leur mouvement oscillant. L'entraî- nement des abres 4 est assuré par un moteur 12, par l'intermé- diaire d'un mécanisme approprié (non représenté) et ci,1 un pignon intermédiaire 13 associé à des pignons droits 14 reliés à des pignons droits 16 par l'intermédiaire d'autres pignons intermé- diaires 15. Les pignons droits 14- et 16 ne sont pas montés direc- tement sur les arbres 4 d'entraînement des marteaux, mais sont tourillonnés indéendamment de ces arbres .
Par contre, les ar- bres 4 portent des volants d'inertie 17 cannelés radialement, dans les cannelures 18 desquels s'engagent, par l'intermédiaire de noix 19, les pignons droits 14, 16. Ce mode de liaison fonc- tionnelle est nécessaire, car lorsque les paliers 5 se déplacent angulairement, les arbres d'entraînement 4 changent de position par rapport aux axes des pignons droits 14, 16.
Afin de pouvoir forcer des pièces creuses, il est prévu un mandrin de forgeage 20 entraîné en rotation et pouvant être déplacé par coulissement/avec une grande force, sur l'extré- mité duquel les pièces peuvent être emmanchées. Ce mandrin de @orgeage 20 est porté par un chariot 22 se déplaçant sur une glis sière appropriée 21 (figure 1). Ce chariot porte un ttoteur 23 entraînant, par l'intermédiaire d'un mécanisme 24 à vis sans fin et d'un accouplement élastique 25, un arbre creux @ dans lequel est fixé amoviblement le mandrin 20 (figure 5) par exemple en vue de son interchangeabilité.
Sur le mandrin 20 estfixée une douille 27 tournant avec lui qui peut être enlevée et
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remplacée et qui est reliée par l'intermédiaire de ti.yia 5 à un piston annulaire 9 tuonté dans le chariot et coulissant dans un cylindre 30 entourant CcnC I1'IriaüG'.i.'tCht l'arbre C1':U.T 0. Ce piston annulaire 29 peut Str-3 commanda 'l3rc.Iattl7.irLtwrr'lt UJnr.; un sens ou dans l'autre et déplacé avec la douille a'j pfr report au mandrin 0, ce déplacement permettant de (lLj;'t-;f's1' la pièce de l ! e:J:tre! :1 t du mandrin.
L'ensemble du chariot 2 est actionae lIé l' r.; ::u. cy- lindres 31 fixés par des orides de l'autre cote du carter 1 de la machine à forger et renfermant., des pistons 32 commandes hydrau
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liquement. Les pistons 3 sont reliés au chariot *.<#. 'car des ti- ges 3 qui- traversent le carter 1 de la machine a forcer, selon le sens de commande du piston 32, le chariot 22, et avec lui le mandrin portant la pièce, sont entraînés vers les r&rteaux ou à l'écart du carter de la machine à forger.
Comme visible sur les figures 6, 7 et 8, un contre- support ou organe de portée amovible ou interchangeable est as- socié au mandrin 20. Pour le forgeae de pièces de faible lon- gueur pouvant être fabriquées sans déplacement axial grâce à un profilage a proprié des outils de percussion, le contre-support rotatif 34 repose sur un organe d'appui 35 encastré à poste fixe dans le carter 1 de la machine à forger, ce contre-support pré- sentant sur sa face terminale un évidenent 36 dans lequel s'en- gage l'extrémité du mandrin. La pièce (par exemple une cage ou couronne 37 de roulement à billes) est serrée pendant l'opéra-
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tion de for4eage entre le contre-support 4 et le nandrin '-0 ou la douille 't:.7.
Sur la paroi latérale du carter 1 de la machi- ne à forger qui est opposée au contre-support est raccordé par
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bride un guide cylindrique creux 36, de sorte rue le '0rin est maintenu solidement dans le sens radial des deux c-ôt"m des inarea teaux 2, 3 et à faible distance de ceux-ci, et ne peut absolu- ment pas se dérober. Il est possible de la sorte de transformer
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par forgeage des pièces préalablement embouties ':rrlWn1,<\nt des parois d'épaisseurs inégales en pièces d'épaisseur p-.rf; itfusnt uniforme.
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Afin de pouvoir rEel.is:r l'i'Vunce lzi:.m o 1 ;'l'.ce pl2rw:'llt le Correa:re tout à d i.\c"r.': nt au f u rolrwi r l 1: ##.ut c., :;:ir.:, le contre-support .)I est 1Vat,; eu ns le Ci.'l't"l' '>#* 11 v CF:1.:1 Toréer de façon à pouvoir se déplacer F.t:,laxlf: :-fJl: ( C!u au: 1 non- trent les figures 7 et b) et prend appui sur un piston 40 CO"!,,s'fl- dé hydrauliquenent, pouvant reculer en 7^Fiv.¯ tti. le-;
1.1'.li i'<< sous pression par l'intermédiaire n'un or,:H1f} xt':'.tt1"'lt=rlnrtt T'é¯,¯F:(Jl.' 41. Le piston 40, le cylindre 42 et le contre-support 39 sont amovibles et peuvent être remplacés par un organe d'appui fixe 35 et par un contre-support non déplaçable 34 (figure.6). Le
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cylindre 42 servant déguise au piston 40 c''3st-:
.-''"ire du contre- support déplaçable 39 présente sua partie inf,}rir U1'6 un ori- fice 43, un couloir 44 orienté vers l'extérieur étant disposé sous cet orifice, de telle sorte que la pièce forcée (par exemple la pièce 45 en forme de cuvette) puisse être dégagée lorsqu'on rappelle le mandrin 20 vers 1' arrière à t avers la douille 27, qui reste en place, et puisse ainsi tomber dans le vouloir 44 pour être guidée par celui-ci vers l'extérieur.
La douille 27 est elle-même maintenue dans le guide cylindrique creux 38 et la pièce 45 en forme de cuvette est maintenue pendant l'opération de forgeage entre l'extrémité du mandrin et la face terminale d'un embout 46 fixé dans le contre-support, le piston 40 foùrnis- sant un a pui au contre-support et reculant en refoulant le li- quide sous pression dans le cylindre 42 par l'intermédiaire de l'organe d'étranglement réglable 41. La face terminale de l'em- bout 46 du contre-support 39 peut être striée afin d'assurer une meilleure adhérence dans le sens'radial entre la pièce 45 et 1' embout 46. Pendant l'avance de la pièce,
le déplacement des nar- teaux est assuré au moyen d'un piston 9 commandé automatiquement par l'intermédiaire d'un gabarit qui est palpé ou parcouru, de toute façon appropriée par un levier palpeur pendant le déplace- ment du chariot 22. Le dispositif de commande par gabarit est désigné sur la figure 2 par la référence 47.
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Pour forger des corps ou objets creux ayant une cer- taine longueur, on retire le guide cylindrique creux 38 et on utilise une douille de mandrin 27 plus courte qui, dans ce cas, ne sert qu'au dégagement-de la pièce, comme le montre la figure
8. Le mandrin 20 est refroidi par de l'eau et peut comporter un embout remplaçable lui permettant de s'adapter aux formes inté- rieures des pièces les plus diverses.Au lieu de la douille 27, 'il est possible, de disposer sur le chariot des organes de rete- nue, de telle sorte que la machine à forger puisse être égale- ment utilisée sans mandrin pour le forgeage de pièces de grande longueur, que l'on introduit à l'intérieur de l'arbre creux 26 à la place du mandrin.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.
REVENDICATIONS..
1. Procédé pour la fabrication de pièces annulaires ou en forme de cuvettes -consistant, à titre caractéristique, à placer sur un mandrin rotatif les pièces brutes préalablement embouties, en forme d'anneaux ou de cuvettes, et à les forger avec centrage, tout en les entraînant en rotation, au moyen d'où* tils de percussion répartis sur la périphérie des pièces brutes et se déplaçant radialement au mandrin.