Procédé de fabrication de pièces coniques creuses On sait que des pièces de forme conique intérieure et extérieure sont réalisables par extrusion à partir d'un tronçon cylindrique prélevé dans une barre ou une billette. Ce tronçon cylindrique est disposé dans une ma trice borgne de forme conique correspondant à la forme extérieure de la pièce à réaliser et il est déformé au moyen d'un outil dit poinçon présentant la forme conique intérieure. Ce procédé présente toutefois les inconvénients suivants : il ne permet de réaliser que des for mes coniques à parois relativement épaisses ou des formes dont le cône n'est pas trop accen tué.
On remarque que si l'on cherche à réali ser des formes à paroi relativement plus mince, l'effort à exercer sur le poinçon s'ac- croit très rapidement et que l'outillage devient incapable de le supporter. Si l'on cherche à réaliser une forme conique à angle relative ment plus ouvert, des criques ont tendance à se former à l'extrémité de la partie ouverte de la pièce. En résumé, l'expérience montre que de telles formes ne peuvent être réalisées par ce procédé dès que l'épaisseur de la paroi descend à une certaine valeur pour une cer taine ouverture du cône. Il devient nécessaire, pour les réaliser, d'utiliser des procédés de forge plus complexes nécessitant au moins deux opérations successives et souvent plus.
La présente invention a pour but de remé dier à ces inconvénients. Elle concerne un procédé de fabrication de pièces coniques creuses, caractérisé en ce qu'on déforme dans une matrice au moyen d'un poinçon un élément de départ massif, en produisant l'extrusion du métal de cet élé ment de départ en même temps dans le sens du déplacement du poinçon et en sens inverse de ce déplacement, ce qui permet de réalisei des pièces coniques de faible épaisseur, de forte conicité avec un minimum d'effort sur le poinçon.
On réalise dans une première phase une ébauche par extrusion du métal de l'élément de départ en sens inverse du déplacement du poinçon dans la matrice, tandis que dans une deuxième phase faisant suite à la première, et pour le même déplacement du poinçon, on provoque l'amincissement des parois de cette ébauche par une double extrusion à la fois dans le sens de déplacement du poinçon et en sens inverse de ce déplacement.
L'invention concerne également une ma chine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisée par une matrice conique ouverte aux deux extrémités, et par deux poinçons opposés coaxiaux avec cette matrice, l'un étant de forme conique et soli daire d'un organe mobile à déplacement axial, et susceptible de s'engager dans la partie de grande ouverture de la matrice conique, l'au tre étant de forme cylindrique et solidaire d'un organe mobile à mouvement axial indépendant de celui du premier organe mobile, et suscep tible de coulisser dans la partie de petite ou verture de la matrice conique en obturant cette petite ouverture.
Le dessin annexé illustre le procédé et re présente, à titre d'exemple, une forme d'exé cution de la machine pour la mise en #uvre du procédé, ainsi que quelques produits qui peuvent être obtenus.
Les fig. 1, 2 et 3 sont des vues en coupe axiale de trois formes de pièces coniques réali sables ; la fig. 4 est une vue en coupe axiale de la machine avant le déplacement des poinçons ; la fig. 5 est une vue en coupe axiale de cette machine après une première phase de travail ; la fig. 6 est une vue en coupe axiale de cette machine après une deuxième phase de travail ; la fig. 7 est une vue en coupe axiale de la machine en position d'éjection de la pièce formée. La fig. 1 représente une pièce présentant une forme conique, intérieurement et extérieu rement.
La fig. 2 représente une pièce de forme conique intérieurement et qui est pro longée extérieurement par une partie de forme cylindrique extérieurement du côté fermé et par une partie de forme cylindrique intérieure ment et extérieûrement du côté ouvert. La fig. 3 représente une pièce analogue dans la quelle la forme intérieure n'est plus exacte ment conique, mais présente une légère cour bure de la génératrice de révolution.
La fig. 4 représente la machine dans la position de début de l'opération. 1 est une ma trice fixée au bâti fixe 2 d'une presse hydrau lique par une bague filetée 3. La matrice 1 est alésée sur toute sa hauteur. De bas en haut, cet alésage est d'abord cylindrique en 4 à un diamètre correspondant au plus grand dia mètre extérieur de la pièce à réaliser. Au-des sus, l'alésage est conique en 5 et présente la forme de la partie conique extérieure de la pièce à réaliser ; à la partie supérieure, l'alé sage est cylindrique en 6 et correspond au plus petit diamètre extérieur de cette pièce.
7 est un. poinçon rendu solidaire d'un cou- lisseau inférieur 8 de la presse par un écrou fileté 9 vissé dans ce coulisseau 8 et s'appli quant sur une embase 10 en forme d7épaule- ment du poinçon 7. Ce poinçon 7 est formé d'un fût cylindrique 11 terminé à son extré mité supérieure par une partie de forme tron conique 12. La partie cylindrique 11 a le dia mètre le plus grand de la forme intérieure de la pièce à réaliser et la forme conique est iden tique à la forme conique intérieure de cette pièce.
13 est un poinçon rendu solidaire d'un coulisseau supérieur 14 de la presse par un écrou fileté 15 vissé dans ce coulisseau 14 et appliqué sur une embase 16 en forme d'épau lement de ce poinçon supérieur 13. Le poin çon 13 est cylindrique et présente un diamètre tel qu'il puisse coulisser avec un jeu minime dans l'alésage cylindrique supérieur 6 de la matrice 1, en formant piston.
La forme de départ est un tronçon de ron din 17 cylindrique ou de toute autre forme, prélevé soit dans une billette, soit dans une barre laminée ou filée à la presse suivant le métal mis en oeuvre. Son diamètre a une valeur intermédiaire entre celui du grand et du petit alésage de la matrice. Ce rondin est préalable ment chauffé, si l'extrusion doit avoir lieu à chaud et lubrifié d'une manière appropriée. Dans le cas de travail à chaud, la matrice 1 est également chauffée, de préférence par un dispositif de chauffage électrique enveloppant et schématisé en 18.
Le processus de la fabrication est le sui vant Les organes de la machine sont au départ dans la position de la fig. 4. Le poinçon 7 est dans sa position basse, laissant un espace ap proprié en dessous de la matrice 1.
Le poinçon supérieur 13 est également dans sa position basse, de telle façon que son extrémité inférieure soit engagée partiellement dans l'alésage conique 5 de la matrice. Cette position est réglée par une butée non repré sentée.
Le rondin 17 est placé dans l'espace ré servé entre la matrice 1 et le poinçon 7, bien centré dans l'axe de ces organes. Le coulis- seau inférieur de presse 8 est déplacé vers le haut. Le poinçon 7 repousse vers le haut le rondin 17, l'introduit dans l'alésage de la ma trice et le force dans l'alésage conique de cette dernière. Le mouvement du poinçon vers le haut se poursuivant, le produit remplit l'alé sage conique dont il prend la forme et vient buter sur l'extrémité inférieure du poinçon su périeur 13. L'extrusion du métal se produit alors, la matière descendant en sens inverse du mouvement du poinçon 7 qui, à la fin de cette première phase de l'opération, occupe la position indiquée à la fig. 5.
La paroi limitée par les formes coniques intérieures et extérieu res est relativement épaisse.
Dans la deuxième phase de l'opération, le poinçon supérieur 13 est déplacé jusque dans sa position haute, telle qu'elle est représentée dans la fig. 6. Dans cette position, le poinçon supérieur est juste engagé par son extrémité dans l'entrée de l'alésage supérieur de la ma trice. Le poinçon 7 est de nouveau déplacé vers le haut pour finalement occuper sa posi tion haute représentée à la fig. 6.
Au cours de ce deuxième mouvement, le poinçon infé rieur 7 produit une double extrusion de la matière ; une partie de la matière de la paroi se déplace vers le haut en extrusion directe dans le sens du mouvement du poinçon 7, tan dis qu'une autre partie se déplace vers le bas en extrusion inverse dans le sens contraire du mouvement de ce poinçon 7. Finalement, la matière occupe l'espace libre existant entre le poinçon et la matrice, la pièce 20 épousant intérieurement exactement la forme du poin çon 7.
La fig. 7 montre la phase d'extraction dû produit. Le poinçon inférieur 7 a été déplacé vers le bas jusque dans sa position initiale. Le poinçon supérieur 13 a été ensuite déplacé également vers le bas jusque dans sa position initiale en provoquant l'extraction hors de la matrice de la pièce 20. Le procédé et la machine ci-dessus décrits permettent de réaliser les avantages techniques suivants 1. La première phase produit par extrusion inverse une ébauche qui est amincie dans la deuxième phase par une double extrusion di recte et inverse. On peut ainsi réaliser sur la même machine et dans une seule opération, en deux phases, une pèce mince présentant une conicité accentuée.
2. L'extrusion dans les deux sens permet de limiter l'effort exercé sur le poinçon, car la matière emprisonnée entre la matrice 1, le pis ton 13 et le poinçon 7 est refoulée devant ce poinçon 7 dans la partie cylindrique de la matrice 1, en même temps que dans l'espace compris entre ce poinçon 7 et l'alésage coni que 5 de cette matrice, c'est-à-dire à la fois dans le sens du déplacement du poinçon 7 et en sens inverse de ce déplacement.
3. La machine permet de travailler à des températures plus basses que celles habituel lement employées.