Dispositif pour la frappe à chaud des métaux. Les difficultés que l'on rencontre dans la frappe à chaud des métaux qui a de si grands avantages au point de vue de l'homogénéité et de la consistance des produits obtenus sont multiples et de nature très différentes les unes des autres.
Lorsqu'on veut donner à un morceau de - métal une forme détermi née par un évidement se trouvant à l'inté rieur d'un bloc métallique, la force avec la quelle il faut presser la matière dans sa forme est telle qu'au bout de quelques dou- aaines de matriçages, ' la chaleur aidant, la cohésion moléculaire de l'acier s'affaiblit, la matrice s'agrandit et ceci inégalement sui vant l'homogénéité du métal dont elle est faite et la forme de l'objet à produire.
Dans un autre ordre d'idée, pour des pièces compliquées que l'on ne petit extraire d'un moule d'une seule pièce, il est néces saire de partager la matrice en plusieurs par ties appuyées les unes contre les autres. Pour résister alors à l'effort de frappe et s'opposer à la sortie du métal par les joints de la matrice, on doit cercler cette dernière pour en maintenir les pièces fortement les unes contre les autres. La pratique a dé- montré qu'un pareil cerclage pour qu'il soit efficace ne peut être obtenu qu'au moyen de dispositifs extrêmement lourds et de matière de première qualité résistant à l'effort de traction qu'opèrent sur elle les pièces de la matrice tendant à s'écarter.
Cet encerclage est d'un poids énorme relativement à celui des pièces à manufacturer; la production souffre naturellement d'une manutention très difficultueuse car chaque fois l'encerclage doit être ouvert pour sortir la pièce de la matrice qui la contient.
Pour parer à ces divers inconvénients, c'est-à-dire pour empêcher d'une part l'agran dissement de la matrice sous l'effort de frappe, et d'autre part éviter l'encerclage encom brant, on a construit le dispositif suivant l'invention. Celui-ci est caractérisé en ce qu'il comporte une matrice ajustée conique- tuent dans tin porte-matrice dans lequel l'effort de travail tend à la comprimer.
Il est montré au dessin ci-annexé, et ceci titre d'exemples, différents dispositifs cons truits selon la présente invention.
Dans toutes les figures de chiffres impairs, les matrices sont montrées en coupe axiale par l'axe du poinçon, et dans toutes les figures de chiffres pairs en plan, soit direc tement par dessus, soit en coupe par un plan passant par une ligne désignée par des chif fres romains dans la figure immédiatement précédente.
En se référant à la fig. 1 du dessin an- net:é, la matrice cc est ajustée coniquement dans un porte-matrice b, d'une seule pièce, évir_lé coniquement -selon un angle correspon dant à la conicité de la matrice. Le poinçon est désigné par c. Il est représenté à la fin de sa course, la pièce à frapper d étant ter minée. Le porte-matrice b se fixe sur la table de la presse et, le poinçon étant cri l'air, on introduit dans la matrice un morceau de métal chaud, du laiton ou du fer par exem ple, et le laisse tomber.
Le métal est pressé à l'intérieur de la matrice et prend la forme déterminée par le creux de cette dernière. LTue fois le poinçon relevé, la bride e qui maintient la matrice en place à. l'encontre de l'effort de succion du piston lorsque celui-ci remonte, est mise de côté, l'extracteur f sou lève la matrice et l'ouvrier saisit cette der nière par la poignée g pour la vider. On voit ici que du fait de l'emboîtage conique de la matrice et du porte-matrice l'une dans l'au tre l'effort de frappe. comprime la matrice à l'intérieur du porte-matrice.
Celle-ci sera donc d'autant plus serrée que l'effort de frappe sera plus grand et ceci dans une proportion dépendant de l'angle de conicité des pièces emboîtées l'une dans l'autre.
Lorsque l'on a affaire à du fer par ex emple où l'effort nécessaire à la mise en forme de la matière est relativement considérable et où par conséquent la matrice a la ten dance à s'agrandir, le cône dans lequel elle est prise la maintient à sa forme primitive si bien que la régularité de fabrication ne sou're pas quel que soit le nombre des pièces produites.
En se référant aux fig. 3 et 4 dans les quelles les mêmes signes de référence dési gnent les mêmes parties que dans les fig. 1 et 21. on voit que la matrice est en deux pièces qui se joignent selon un plan passant- par un diamètre de sa base. On adoptera cette forme chaque fois qu'on aura à frapper des pièces compliquées impossible à déboîter dans une matrice d'une seule pièce. Le rôle de l'emboîtement conique de la matrice et du porte-matrice sera dans un cas pareil encore beaucoup plus important que dans les matri ces en une pièce.
En effet, la pression exer cée sur l'outil par l'intermédiaire de la ma tière sur laquelle agit le poinçon fait plà- quer les deux pièces l'une contre l'autre et ceci de façon telle que les bavures qui, dans les procédés ordinaires, empêchent la reprise des pièces sur les machines automatiques et constituent un déchet qui renchérit consi dérablement la pièce; sont ou nulles ou insi gnifiantes.
Les fig. h et 6 représentent une forme de matrice en deux pièces également, mais qui est employée avec un poinçon de forme. Dans un cas pareil, il est naturellement de toute importance que la position de la ma trice relativement an poinçon soit exactement toujours la même. Lors de l'emploi d'un poinçon rond où la matrice a la faculté d'être tournée plus ou moins autour de l'axe de poinçonnage, la chose a moins d'importance.
Pour conserver la -position exacte des pièces, la matrice a est guidée dans le porte-matrice <I>b</I> au moyen d'une rainure<I>h</I> pratiquée dans le manteau de la matrice et dans laquelle prend une vis i serrée dans le porte-matrice. Ce dispositif ne gênera en rien l'extraction des pièces et permettra tout de même un repérage exact du porte-matrice fixé sur le plateau de la presse et de la matrice que le poinçon soulève après chaque frappe.
. Dans la forme d'exécution qui est repré sentée aux fig. 7 et 8, la matrice cc est de nouveau d'une seule pièce. Elle est percée en son bas d'une ouverture coaxiale avec une dite pratiquée dans le porte-matrice b. Dans cette dernière pénètre d'un bout l'ex tracteur et, de l'autre, la matière qui est forcée au travers de la matrice par le poin çon c. Cette manière de faire admet un outil plus petit et l'économie de l'acier; la matière du porte-matrice à l'intérieur duquel pénètre une partie de la pièce terminée est naturel lement de qualité inférieure à celle dont l'on se sert pour la matrice. Dans cet exemple-là, l'extracteur n'agit que sur la pièce produite, la matrice n'est pas sortie du porte-matrice.
Les fi-. 9 et 10 montrent une matrice qui est employée à la fabrication d'un tuyau coudé et ceci à partir d'un morceau de mé tal percé d'un trou que l'on introduit dans la partie supérieure de la matrice. Le poin çon c est dessiné en pointillé dans sa posi tion de départ et en traits pleins dans celle qu'il a la pièce terminée. Il porte à sa par tie inférieure une âme Ic dont la forme et la grandeur déterminent l'ouverture du tuyau à former. Lorsque le poinçon arrive sur la ma tière, cette âme s'introduit d'abord dans le trou du morceau de métal et celui-ci est forcé par la suite entre les parois de la ma trice et cette âme, et amené à la forme qui est' représentée à la figure.
L'extraction se fait au moyen du piston f, par déboîtage de la matrice.
Les fig. 11 et 12 montrent une autre forme du dispositif. La matrice a est en trois pièces se. joignant selon des plans qui cou pent selon une ligne commune coïncidant avec l'axe de la matrice et faisant entre eux des angles de 120 degrés. La matrice a est également ici ajustée coniquement dans le porte-matrice L. Celui-ci porte à sa base, à l'intérieur de l'évidement destiné à la matrice, une proéminence l maintenue au moyen d'une vis dans le porte-matrice et sur laquelle vient s'ajuster la matrice<I>a.</I> Cette proéminence<I>l</I> est destinée à produire, sur l'une des faces de la pièce à travailler,
un enfoncement co axial à celui formé par le piston c. L'extrac tion de la pièce a lieu par déboîtage de la matrice au moyeu de trois tiges m qui tra versent le fond du porte-matrice et qui agis sent sur les trois pièces dont elle est formée. Dans le cas prédécrit, il est extrêmement important que les trois parties de la matrice se joignent très exactement de manière à ce que les bavures soient insignifiantes et lie s'opposent pas à la reprise de la pièce sur un tour.
La matrice représentée aux fig. 13 et 14 a une forme très spéciale; elle est composée de deux pièces qui se joignent l'une sur l'au tre selon une surface cylindrique dont la génératrice est parallèle à l'axe de la ma trice. La courbure de cette surface corres pond à la courbure intérieure de la pièce à produire que l'on a montrée en pointillé à la fig. 14. La partie de gauche a' de la ma trice est fixée au porte-iriatrice et la partie de droite est en deux pièces a' et a3 qui se joignent également selon un plan passant par titi diamètre de la base de la matrice.
A chaque frappe, les parties a' et a3 glissent sur la surface cylindrique de a'; ceci cepen dant n'est pas titi inconvénient étant donné que cette surface est disposée de telle façon que les deux pièces a- et a3 à l'intérieur desquelles est formée la pièce puissent être tout de même fortement appuyées sur l'au tre par la conicité de l'emboîtement non obstant la présence de la partie fixe a'.
La matrice représentée aux fig. 15 et 16 a une certaine analogie avec celle qui est montrée aux fig. 11 et 12. La différence con siste en ce que la proéminence l', au lieu d'être fixée à demeure dans le porte-matrice, est disposée à l'extrémité de l'extracteur. Elle repose en outre sur un anneau o qui petit être glissé au moyen de vis coaxiales sur titi plan incliné de la matrice permettant l'ajustage exact de la position de la. pièce L' relativement à celle de la matrice.