EP0490763B1 - Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et procédé d'utilisation d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et procédé d'utilisation d'un tel dispositif Download PDF

Info

Publication number
EP0490763B1
EP0490763B1 EP19910403359 EP91403359A EP0490763B1 EP 0490763 B1 EP0490763 B1 EP 0490763B1 EP 19910403359 EP19910403359 EP 19910403359 EP 91403359 A EP91403359 A EP 91403359A EP 0490763 B1 EP0490763 B1 EP 0490763B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ejector
die
distribution chamber
imprint
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19910403359
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0490763A1 (fr
Inventor
Nérée Canonne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ascometal France Holding SAS
Original Assignee
Ascometal SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ascometal SA filed Critical Ascometal SA
Publication of EP0490763A1 publication Critical patent/EP0490763A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0490763B1 publication Critical patent/EP0490763B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/08—Accessories for handling work or tools
    • B21J13/14—Ejecting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J3/00—Lubricating during forging or pressing

Definitions

  • the present invention relates to a semi-hot forging device for a metal part and a method of using such a device.
  • Hot forging makes it possible to produce parts whose dimensions have a tolerance of between ⁇ 0.4mm with a machining allowance of approximately 1mm. Such forging does not allow parts to be produced which have undergone certain type of deformation such as spinning due to a poor coefficient of friction between part and die.
  • a device is also known and commonly used in the field of mid-hot forging, forging which makes it possible to produce more complex parts than cold forging with dimensions having a tolerance of between ⁇ 0.1 mm, which thus allows the production of rough form parts.
  • Such a type of forging is particularly favorable for the spinning of parts of parts, which results in localized areas of the imprint of the matrix of significant heating by mechanical friction.
  • the cooling and lubrication member is fixed, and / or independent of the matrix body and of the ejector and a single water supply, generally containing a lubricant, is used for cooling and lubrication of the imprint of the matrix.
  • the cooling member can only be used, for cooling and lubricating the imprint of the matrix, after the ejection of the part and before the introduction of the next part, which delays in time, the cooling of the imprint of said matrix.
  • the known semi-hot forging device works at a rate less than 20 pieces per minute for forgings of 0.5 to 2 kg by weight, although the presses currently in use accept a rate of about 40 pieces per minute.
  • a part is forged approximately every two press movements to ensure sufficient cooling of the tooling.
  • a single cooling and lubrication circuit generates, on the one hand, a significant loss of lubricant and, on the other hand, fouling of the imprint of the matrix, by the lubricant continuously affixed in the imprint. during cooling, while it is still at a relatively high temperature, caused by the passage of the previous forged part, as well as fouling of all the organs located near the matrix.
  • FR-A-2 094 073 discloses a process, comprising the characteristics of the preamble of claim 1, for the press forming of a blank in the form of a bar section on an installation comprising several work stations. forming assembled one after the other and connected together by a rough conveyor installation.
  • the blank after having been pulled from the bar by sectioning, is held in a first forming station, against a delivery member between it and a holding member, movable coaxially with respect to the punch of the press and subjected to elastic pressure, and is then preformed by axial discharge by means of the press punch to form a pressed blank.
  • This pressed blank in a second forming station, is brought between two die halves located opposite one another and is formed during a relative displacement of these two die halves by transverse plastic pressing to provide a forgery with a shape close to the desired final shape.
  • the object of the present invention is to propose a semi-hot forging device allowing improved cooling of the matrix, a reduction in pollution by saving lubricant, an acceleration of the forging rate in number of forged parts per hour thanks to improved cooling, as well as cleaning ensuring the removal of the lubricant adhering to the impression and used during a previous forging.
  • Fig. 1 shows a forging tool for a device 1 for half-hot forging of a metal part 2.
  • the device comprises a matrix 3 in which is formed an imprint 4 of the part 2 forged by lukewarm shaping, using a punch not shown, which presses the preformed part 2 in the imprint 4 of the matrix 3.
  • the matrix 3 is inserted into a body 6 of the matrix in which is formed a circuit 7 for circulation of fluid, this circuit being for example arranged in a star.
  • the matrix 3 regularly undergoes a temperature increase in contact with the forged parts 2 during each forging operation.
  • the device is provided with a longitudinal ejector 8 secured to the die body 6 and to the die 3, and passing through a bore 9 formed in the body 6 of the matrix and a guide bore 10 formed in the matrix 3.
  • this ejector 8 has an end face 12 which forms part of the surface of the cavity 4 of the die 3.
  • the ejector 8 comprises, opposite the matrix 3, a rear part 13 forming the heel of said ejector and which has an end face 14 constituting a mechanical support for the movement of said ejector 8 and the ejection of part 2 .
  • the part 2 extraction force is communicated to the ejector 8, by means of a rod 15, mechanically linked to a means for ejecting said part, not shown in the figures.
  • the body 6 of the matrix is inserted into an envelope 16 in which are drilled inlets 7 for fluids and outlets 18 for said fluids.
  • the matrix body 6 is placed in abutment, on the one hand, on a shoulder 9 formed in the envelope 16 and, on the other hand, blocked by a cover 20 fixed by means of screws 21.
  • the matrix body 6 comprises, in the circuit 7, a distribution chamber 25 communicating with the inlets 17 of fluids and communicating sequentially with the outlets 18 of said fluids.
  • the distribution chamber 25 is constituted by a cavity formed in the central part of the bore 9 of the matrix body 6, in which the rear part 13 of the ejector 8 slides.
  • the distribution chamber 25 and the ejector 8 are cylindrical and concentric.
  • the ejector 8 comprises a longitudinal duct 26, for example cylindrical, communicating with the distribution chamber 25 by at least one oblong and radial passage 27.
  • the ejector 8 comprises, at its front part 11, a fluid spraying member which is constituted by a series of radial orifices 28.
  • the radial orifices 28 are distributed over the front part 11 of the ejector 8 in different positions, orientations, densities, diameters, selectively so as to provide adaptable cooling to each surface element of the cavity 4 of the matrix 3.
  • the front part 11 of the ejector 8, provided with the radial orifices 28, is located in the bore 9 of the matrix body 6, during the forging of a part 2 and communicates with the distribution chamber 25 and the circuit 7, which keeps said radial holes 28 in a liquid medium at each forging operation.
  • the radial orifices 28 form a nozzle which sprays each surface element of said cavity 4 with a pressurized fluid.
  • the device operates as follows.
  • the matrix 3 placed in the matrix body 6 is maintained at a temperature defined forging by means of the circuit 7 in which circulates a fluid for cooling the body 6 of the matrix and of the matrix 3.
  • the part 2 forged is ejected by means of the ejector 8 sliding in the bore 9 of the matrix body 6 and in the bore 10 of the matrix 3.
  • the front face 12 of the ejector 8 is supported on the forged part 2, molded in the cavity 4 of the matrix 3 and said cavity 4 is cooled by means of the radial orifices 28.
  • the cooling fluid circulates from the inlet 17 of fluids to the outlet 18 of the fluids, passing through, in this embodiment, the distribution chamber 25 and the circuit 7 in a star shape of the matrix body 6.
  • the outlet 18 of the fluids is obstructed by the rear part 13 of the ejector 8 which closes the circuit 17, at a point 29 as shown in Fig. 2, and drives the cooling fluid of the distribution chamber 25 through the radial orifices 28 and the die cavity 4 passing through the radial hole 27 and the longitudinal duct 26.
  • the lubrication fluid passes through the inlets 17, the circuit 7, the distribution chamber 25, the radial hole 27, the longitudinal duct 26 and the radial orifices 28.
  • the nozzle formed by the radial orifices 28 spray the imprint 4 of the cooled die 3 with lubricant.
  • the essential role of the ejector 8, associated with the circuit 7, is the spraying of a high pressure cooling fluid into the cavity 4, via the radial orifices 28 so as to benefit from the thermal effect of vaporization of the fluid for cooling the matrix 3, the thermal effect of evaporative cooling is all the more effective as the spraying is carried out during the ejection of the part 2.
  • the distribution chamber 25 is supplied sequentially by different fluids which are constituted either by pure cooling water, or by water with the addition of a lubricant, or by a gas or by a mixture in determined proportion of pure water or added and a gas.
  • the gas may be compressed air circulating continuously in the circuit 7 to give the various fluids the necessary pressure.
  • the coolant is made up by a mist of fine droplets and the lubrication fluid consists of a mist of fine droplets of a fluid composed of water and lubricant.
  • the lubricant is chosen from a graphite oil, graphite water or a white product.
  • Such a device and its method of use allow an increase in the speed of production of semi-hot forgings.
  • cooling by spraying-spraying under pressure is extremely efficient and more precisely makes it possible to double the speed of production of forgings.
  • the separation of the cooling fluid and the lubrication fluid provides an advantage in the field of pollution, since the consumption of the lubrication fluid is approximately twenty times lower than the consumption of the coolant and the economy. in lubricant and in pollution of the rejected fluids are in proportion.
  • This separation allows the cleaning of the spray nozzle and the matrix cavity at each forging operation and efficient lubrication when the cavity is previously cooled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et un procédé d'utilisation d'un tel dispositif.
  • On connait un dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique, muni d'un outillage de forgeage comprenant :
    • une matrice dans laquelle est ménagée une empreinte de la pièce à forger,
    • un poinçon destiné à presser la pièce préformée dans l'empreinte de la matrice,
    • un corps de matrice dans lequel est encastrée la matrice et comprenant un circuit de refroidissement de ladite matrice,
    • un éjecteur longitudinal glissant dans un alésage ménagé dans le corps de matrice et dans un alésage ménagé dans la matrice, ledit éjecteur comportant une face en bout, à l'avant, formant une partie de surface de l'empreinte de la pièce à forger et une face arrière formant, d'une part, le talon dudit éjecteur et, d'autre part, un appui mécanique pour des moyens de déplacement de cet éjecteur et l'éjection de ladite pièce,
    • et un organe d'aspersion de fluides dans l'empreinte de la matrice, et un circuit comprenant une chambre de de distribution alimentée par au moins une arrivée de fluides et alimentant ledit organe d'aspersion formé par au moins un orifice radial ménagé dans l'éjecteur, à l'avant de celui-ci, pour le nettoyage, le refroidissement et la lubrification de l'empreinte de la matrice. Un tel dispositif est connu, par example, du document FR-A-2 094 073. Un autre dispositif est connu dans le domaine du forgeage à chaud, par exemple sur des machines automatiques horizontales à grande vitesse de type HATEBUR ou NATIONAL dans lesquelles un refroidissement de la matrice est assuré par une circulation en circuit fermé d'eau pure sous une pression de 4 Kg/cm2 avec un débit compris entre 60 et 120m³ par heure.
  • Le forgeage à chaud permet de réaliser des pièces dont les cotes ont une tolérance comprise entre ± 0,4mm avec une surépaisseur d'usinage d'environ 1mm. Un tel forgeage ne permet pas de réaliser des pièces auxquelles ont fait subir certain type de déformation comme un filage à cause d'un mauvais coefficient de frottement entre pièce et matrice.
  • Un dispositif semblable existe dans le domaine de la forge à froid, dans lequel pour le forgeage d'une pièce, il est nécessaire d'effectuer sur l'ébauche plusieurs traitements thermiques et/ou des traitements de surface coûteux, demandant des temps d'exécution longs. Le forgeage à froid qui demande couramment une somme d'opérations de formage successives ne convient que pour la fabrication de pièces d'acier, dont la composition contient moins de 0,45% environ de carbone en poids.
  • Un dispositif est également connu et utilisé couramment dans le domaine du forgeage à mi-chaud, forgeage qui permet de réaliser des pièces plus complexes que le forgeage à froid avec des cotes ayant une tolérance comprise entre ±0,1mm, ce qui permet ainsi la réalisation de parties brutes de forme.
  • Un tel type de forgeage est particulièrement favorable au filage de parties de pièces, ce qui entraîne dans des zones localisées de l'empreinte de la matrice des échauffements importants par frottement mécanique.
  • Dans ce dispositif connu, l'organe de refroidissement et de lubrification est fixe, et/ou indépendant du corps de matrice et de l'éjecteur et une seule alimentation en eau, contenant généralement un lubrifiant, est utilisée pour le refroidissement et la lubrification de l'empreinte de la matrice.
  • L'organe de refroidissement ne peut être utilisé, pour le refroidissement et la lubrification de l'empreinte de la matrice, qu'après l'éjection de la pièce et avant l'introduction de la pièce suivante, ce qui retarde en temps, le refroidissement de l'empreinte de ladite matrice.
  • Or, ce temps n'est pas négligeable dans le forgeage de pièces en série à grande vitesse sur une même matrice.
  • En effet, un temps de refroidissement trop court génère une augmentation de température de la masse de la matrice, en fonction du nombre de pièces forgées et du temps intrinsèque de l'opération de forgeage. Cette augmentation de température entraîne localement un dépassement de la température de revenue de l'acier de la matrice provoquant sa dégradation rapide.
  • D'autre part, pour éviter le problème de l'élévation locale de la température de la matrice, ce qui réduit de façon considérable la tenue dans le temps de l'outillage, le dispositif de forgeage à mi-chaud connu travaille à une cadence inférieure à 20 pièces par minute pour des pièces forgées de 0,5 à 2Kg en poids, bien que les presses actuellement en usage acceptent une cadence d'environ 40 pièces par minute.
  • En d'autres termes, une pièce est forgée environ tous les deux mouvements de presse pour assurer un refroidissement suffisant de l'outillage.
  • De plus, un seul circuit de refroidissement et de lubrification génère, d'une part, une perte importante de lubrifiant et, d'autre part, un encrassement de l'empreinte de la matrice, par le lubrifiant apposé en continu dans l'empreinte lors d'un refroidissement, alors que celle-ci est encore à une température relativement élevée, provoquée par le passage de la pièce forgée précédente, ainsi qu'un encrassement de tous les organes situés à proximité de la matrice.
  • On connaît dans le FR-A-2 094 073 un procédé, comprenant les caractéristiques du préambule de la revendication 1, pour le formage à la presse d'une ébauche se présentant sous la forme de tronçon de barre sur une installation comportant plusieurs postes de formage montés à la suite l'un de l'autre et reliés entre eux par une installation transporteuse d'ébauche.
  • Dans ce procédé, l'ébauche, après avoir été tirée de la barre par sectionnement, est maintenue dans un premier poste de formage, contre un organe de refoulement entre celui-ci et un organe de maintien, mobile coaxialement par rapport au poinçon de la presse et soumis à une pression élastique, et est ensuite préformée par refoulement axial au moyen du poinçon de la presse pour constituer une ébauche pressée.
  • Cette ébauche pressée, dans un second poste de formage, est amenée, entre deux moitiés de matrice situées en face l'une de l'autre et est formée au cours d'un déplacement relatif de ces deux moitiés de matrice par pressage plastique transversal pour fournir une pièce forgée de forme voisine de la forme finale désirée.
  • La présente invention a pour but de proposer un dispositif de forgeage à mi-chaud permettant un refroidissement amélioré de la matrice, une diminution de la pollution par une économie de lubrifiant, une accélération de la cadence de forgeage en nombre de pièces forgées par heure grâce à un refroidissement amélioré, ainsi qu'un nettoyage assurant l'enlèvement du lubrifiant adhérant sur l'empreinte et utilisé lors d'un forgeage précédent.
  • La présente invention a pour objet un dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique, muni d'un outillage de forgeage comprenant :
    • une matrice dans laquelle est ménagée une empreinte de ladite pièce à forger à mi-chaud,
    • un poinçon destiné à presser la pièce préformée dans l'empreinte de la matrice,
    • un corps de matrice dans lequel est encastrée la matrice et comprenant un circuit de refroidissement de ladite matrice,
    • un éjecteur longitudinal glissant dans un alésage ménagé dans le corps de matrice et dans un alésage ménagé dans la matrice, ledit éjecteur comportant une face en bout, à l'avant, formant une partie de la surface de l'empreinte de la pièce à forger et une partie arrière formant le talon dudit éjecteur et comportant une face d'appui mécanique pour des moyens de déplacement de cet éjecteur et l'éjection de ladite pièce,
    • un organe d'aspersion de fluides dans l'empreinte de la matrice, et un circuit comprenant une chambre de distribution alimentée par au moins une arrivée de fluides et alimentant ledit organe d'aspersion formé par au moins un orifice radial ménagé dans l'éjecteur, à l'avant de celui-ci, pour le nettoyage, le refroidissement et la lubrification de l'empreinte de la matrice, caractérisé en ce que ladite chambre communique, en outre, séquentiellement avec une sortie des fluides, la chambre de distribution étant une cavité ménagée dans la partie centrale de l'alésage du corps de matrice et dans laquelle coulisse la partie arrière de l'éjecteur et la partie arrière de l'éjecteur, lors de son avancée pour le retrait de la pièce préablement forgée, formant un obturateur de la sortie des fluides.
  • Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
    • la chambre de distribution et l'éjecteur sont cylindriques et concentriques,
    • l'éjecteur comprend un conduit longitudinal communiquant avec la chambre de distribution par au moins un passage radial et le ou les orifices radiaux,
    • le ou les orifices radiaux sont répartis sur la partie avant de l'éjecteur en différentes positions, orientations, densités et diamètres, de façon sélective pour assurer un refroidissement adaptable à chaque élément de surface de l'empreinte de la matrice,
    • le conduit longitudinal est concentrique à l'éjecteur et à la chambre de distribution,
    • la partie arrière cylindrique de l'éjecteur forme avec la chambre de distribution, une pompe pour l'augmentation en pression du fluide contenu dans ladite chambre,
    • l'alésage de matrice guidant l'éjecteur forme un obturateur du ou des orifices radiaux et de la chambre de distribution
    • les différents fluides sont constitués, soit par une eau pure de refroidissement, soit par une eau additionnée d'un lubrifiant, soit par un gaz, ou soit par un mélange en proportion déterminée d'une eau pure ou additionnée et un gaz.
  • La présente invention a également pour objet un procédé de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique, utilisant ledit dispositif, dans lequel on maintient une matrice placée dans un corps de matrice à une température définie de forgeage au moyen d'un circuit dans lequel circule un fluide de refroidissement du corps de matrice et de la matrice, on éjecte après l'opération de forgeage à mi-chaud la pièce forgée au moyen d'un éjecteur longitudinal coulissant dans un alésage du corps de matrice et un alésage de la matrice, et qui prend appui sur ladite pièce forgée, moulée dans une empreinte de la matrice, on refroidit l'empreinte de la matrice au moyen d'un organe d'aspersion, caractérisé en ce que :
    • lors de l'avancée de l'éjecteur pour l'éjection de la pièce forgée, on obstrue la sortie des différents fluides du circuit par l'avancée de la partie arrière de l'éjecteur et simultanément on envoie un fluide de refroidissement dans une chambre de distribution, un conduit longitudinal ménagé dans l'éjecteur et ledit organe d'aspersion,
    • pendant l'opération d'éjection de la pièce, lors de l'avancée de l'éjecteur et son maintien en position avancée, on refroidit en tout point ou en des points déterminés l'empreinte de la matrice par vaporisation, par l'organe d'aspersion et le conduit longitudinal, du fluide de refroidissement contenu dans la chambre de distribution,
    • lors du retrait de l'éjecteur, on arrête l'alimentation en fluide de refroidissement et on alimente la chambre de distribution, le conduit longitudinal et l'organe d'aspersion de l'éjecteur par un fluide de lubrification pour la lubrification de l'empreinte de la matrice,
    • et, lors du retour de l'éjecteur à sa position arrière d'origine, on coupe l'alimentation en fluide de lubrification et simultanément on ouvre la sortie des fluides du circuit.
  • Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention :
    • on alimente la chambre de distribution séquentiellement par les différents fluides constitués, soit par une eau pure de refroidissement, soit par une eau additionnée d'un lubrifiant, soit par un gaz ou soit par un mélange en proportion déterminée d'une eau pure additionnée et un gaz,
    • le gaz est de l'air comprimé circulant en continu dans le circuit pour donner aux différents fluides la pression nécessaire,
    • lorsque les organes d'aspersion sont obstrués, on comprime une partie du fluide de refroidissement contenu dans la chambre de distribution, au moyen d'un piston constitué par la partie arrière de l'éjecteur, la chambre de distribution et le piston formant une pompe, qui augmente la pression du fluide contenu dans ladite chambre communiquant avec ledit organe d'aspersion,
    • le fluide de refroidissement est un brouillard de fines gouttelettes,
    • le fluide de lubrification est un moyen de fines gouttelettes, d'un fluide composé d'eau pure et de lubrifiant,
    • le lubrifiant est choisi parmi une huile graphitée, une eau graphitée ou un produit blanc.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la Fig. 1 est une vue en coupe d'un outillage de forgeage d'un dispositif de forgeage à mi-chaud conforme à l'invention,
    • la Fig. 2 est une vue en coupe de l'outillage de forgeage du dispositif selon l'invention, au début de l'éjection de la pièce,
    • la Fig. 3 est une vue en coupe d'un outillage de forgeage du dispositif selon l'invention, lors du refroidissement de la matrice,
    • la Fig. 4 est une vue en coupe de l'outillage de forgeage du dispositif selon l'invention, lors de la lubrification de l'empreinte de la matrice.
  • Sur la Fig. 1 on a représenté un outillage de forgeage d'un dispositif 1 de forgeage à mi-chaud d'une pièce 2 métallique.
  • Le dispositif comprend un matrice 3 dans laquelle est ménagée une empreinte 4 de la pièce 2 forgée par une mise en forme à tiède, à l'aide d'un poinçon non représenté, qui presse la pièce 2 préformée dans l'empreinte 4 de la matrice 3.
  • La matrice 3 est insérée dans un corps 6 de matrice dans lequel est ménagé un circuit 7 de circulation de fluide, ce circuit étant par exemple disposé en étoile. La matrice 3 subit régulièrement une augmentation de température au contact des pièces 2 forgées lors de chaque opération de forgeage.
  • Le dispositif est muni d'un éjecteur 8 longitudinal assujetti au corps 6 de matrice et à la matrice 3, et traversant un alésage 9 ménagé dans le corps 6 de matrice et un alésage de guidage 10 ménagé dans la matrice 3.
  • A l'extrémité avant de l'éjecteur, c'est à dire du côté de la matrice 3, cet éjecteur 8 comporte une face 12 en bout qui forme une partie de la surface de l'empreinte 4 de la matrice 3.
  • L'éjecteur 8 comprend, à l'opposé de la matrice 3, une partie arrière 13 formant le talon dudit éjecteur et qui comporte une face de bout 14 constituant un appui mécanique pour le déplacement dudit éjecteur 8 et l'éjection de la pièce 2.
  • L'effort d'extraction de la pièce 2 est communiqué à l'éjecteur 8, par l'intermédiaire d'une tige 15, liée mécaniquement à un moyen d'éjection de ladite pièce, non représenté sur les figures.
  • Le corps 6 de matrice est inséré dans une enveloppe 16 dans laquelle sont percées des entrées 7 de fluides et des sorties 18 desdits fluides.
  • Ces entrées 17 et ces sorties 18 communiquent avec le circuit 7 du corps 6 de matrice.
  • Le corps 6 de matrice est disposé en appui, d'une part, sur un épaulement 9 ménagé dans l'enveloppe 16 et, d'autre part, bloqué par un couvercle 20 fixé au moyen de vis 21.
  • Le corps 6 de matrice comprend, dans le circuit 7, une chambre de distribution 25 communiquant avec les entrées 17 de fluides et communiquant séquentiellement avec les sorties 18 desdits fluides.
  • La chambre de distribution 25 est constituée par une cavité ménagée dans la partie centrale de l'alésage 9 du corps 6 de matrice, dans laquelle coulisse la partie arrière 13 de l'éjecteur 8.
  • La chambre de distribution 25 et l'éjecteur 8 sont cylindriques et concentriques.
  • L'éjecteur 8 comprend un conduit 26 longitudinal par exemple cylindrique, communiquant avec la chambre de distribution 25 par au moins un passage 27 oblong et radial.
  • Par ailleurs, l'éjecteur 8 comporte, à sa partie avant 11, un organe d'aspersion de fluides qui est constitué par une série d'orifices radiaux 28.
  • Les orifices radiaux 28 sont répartis sur la partie avant 11 de l'éjecteur 8 en différentes positions, orientations, densités, diamètres, de façon sélective pour assurer un refroidissement adaptable à chaque élément de surface de l'empreinte 4 de la matrice 3.
  • La partie avant 11 de l'éjecteur 8, muni des orifices radiaux 28, est située dans l'alésage 9 du corps 6 de matrice, lors du forgeage d'une pièce 2 et communique avec la chambre de distribution 25 et le circuit 7, ce qui permet de maintenir en milieu liquide lesdits orfices radiaux 28 à chaque opération de forgeage.
  • Lorsque la partie avant de l'éjecteur 8 traverse l'alésage 10 de la matrice 6, ledit alésage 10 forme un obturateur des orifices radiaux 28 et la partie arrière 13 de l'éjecteur 8 constitue un piston d'une pompe.
  • Lorsque la partie avant 11 de l'éjecteur 8 se trouve dans l'empreinte 4 de la matrice 3, les orifices radiaux 28 forme une buse qui asperge d'un fluide pressurisé chaque élément de surface de ladite empreinte 4.
  • Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
  • Tout d'abord, on maintient la matrice 3 placée dans le corps 6 de matrice à une température définie de forgeage au moyen du circuit 7 dans lequel circule un fluide de refroidissement du corps 6 de matrice et de la matrice 3.
  • Ensuite, on éjecte après l'opération de forgeage à mi-chaud, la pièce 2 forgée au moyen de l'éjecteur 8 coulissant dans l'alésage 9 du corps 6 de matrice et dans l'alésage 10 de la matrice 3.
  • La face avant 12 de l'éjecteur 8 prend appui sur la pièce 2 forgée, moulée dans l'empreinte 4 de la matrice 3 et on refroidit ladite empreinte 4 au moyen des orifices radiaux 28.
  • Lorsque l'éjecteur 8 est en retrait, comme représenté sur la Fig. 1, le fluide de refroidissement circule de l'entrée 17 de fluides vers la sortie 18 des fluides en traversant, dans cet exemple de réalisation, la chambre de distribution 25 et le circuit 7 en étoile du corps 6 de matrice.
  • Lors de l'avancée de l'éjecteur 8, pour le retrait d'une pièce 2 préalablement forgée, la sortie 18 des fluides est obstruée par la partie arrière 13 de l'éjecteur 8 qui ferme le circuit 17, en un point 29 comme représenté sur la Fig. 2, et entraîne le fluide de refroidissement de la chambre de distribution 25 par les orifices radiaux 28 et l'empreinte 4 de matrice 3 en passant par le trou radial 27 et le conduit longitudinal 26.
  • Lorsque la partie avant 11 de l'éjecteur 8 débouche dans l'espace de l'empreinte 4 de la matrice 3 en traversant l'alésage 10 formant obturateur (Fig. 3), le fluide de refroidissement contenu dans la chambre de distribution 25 est pulvérisé sous pression par la buse formée par les orifices radiaux 28.
  • Après refroidissement de l'empreinte 4 de la matrice 3, par pulvérisation-évaporation, le fluide de refroidissement est remplacé par un fluide de lubrification (Fig. 4).
  • Le fluide de lubrification passe par les entrées 17, le circuit 7, la chambre de distribution 25, le trou radial 27, le conduit longitudinal 26 et les orfices radiaux 28.
  • La buse formée par les orifices radiaux 28 aspergent de lubrifiant l'empreinte 4 de la matrice 3 refroidie.
  • Lors du retrait total de l'éjecteur 8, l'alimentation en fluide de lubrification est coupée, le circuit 7 est ouvert à nouveau et alimenté en fluide de refroidissement (Fig. 1) et les orifices radiaux 28 sont pour l'essentiel dans l'espace de la chambre de distribution 25.
  • Le rôle essentiel de l'éjecteur 8, associé au circuit 7, est la pulvérisation d'un fluide de refroidissement à haute pression dans l'empreinte 4, par l'intermédiaire des orifices radiaux 28 de façon à bénéficier de l'effet thermique de vaporisation du fluide pour le refroidissement de la matrice 3, l'effet thermique de refroidissement par évaporation est d'autant plus efficace que l'aspersion est réalisée pendant l'éjection de la pièce 2.
  • La chambre de distribution 25 est alimentée séquentiellement par différents fluides qui sont constitués soit par une eau pure de refroidissement, soit par une eau additionnée d'un lubrifiant, soit par un gaz ou soit par un mélange en proportion déterminée d'une eau pure ou additionnée et un gaz.
  • Le gaz peut être de l'air comprimé circulant en continu dans le circuit 7 pour donner aux différents fluides la pression nécessaire.
  • Le fluide de refroidissement est constitué par un brouillard de fines gouttelettes et le fluide de lubrification est constitué par un brouillard de fines gouttelettes d'un fluide composé d'eau et de lubrifiant.
  • Le lubrifiant est choisi parmi une huile graphitée, une eau graphitée ou un produit blanc.
  • L'utilisation d'un fluide tel qu'une eau pure sans lubrifiant, permet à chaque opération de forgeage de retirer le lubrifiant résiduel adhérant sur l'empreinte 4, issu de l'opération précédente.
  • De ce fait, l'eau pure nettoie l'empreinte 4 de la matrice 3.
  • Un tel dispositif et son procédé d'utilisation permettent une augmentation de la vitesse de production de pièces forgées à mi-chaud.
  • En effet, le refroidissement par pulvérisation-vaporisation sous pression est extrèmement efficace et permet plus précisément de doubler la vitesse de production de pièces forgées.
  • De plus, la séparation du fluide de refroidissement et du fluide de lubrification procure un avantage dans le domaine de la pollution, car la consommation du fluide de lubrification est d'environ vingt fois plus faible que la consommation du fluide de refroidissement et l'économie en produit lubrifiant et en pollution des fluides rejetés sont en proportion.
  • Cette séparation permet le nettoyage de la buse d'aspersion et de l'empreinte de matrice à chaque opération de forgeage et une lubrification efficace lorsque l'empreinte est préalablement refroidie.

Claims (15)

  1. Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique (2), muni d'un outillage de forgeage comprenant :
    - une matrice (3) dans laquelle est ménagée une empreinte (4) de ladite pièce (2) à forger à mi-chaud,
    - un poinçon destiné à presser la pièce (2) préformée dans l'empreinte (4) de la matrice (3),
    - un corps (6) de matrice dans lequel est encastrée la matrice (3) et comprenant un circuit (7) de refroidissement de ladite matrice (3),
    - un éjecteur (8) longitudinal glissant dans un alésage (9) ménagé dans le corps (6) de matrice et dans un alésage (10) ménagé dans la matrice (3), ledit éjecteur (8) comportant une face en bout (12), à l'avant, formant une partie de surface de l'empreinte (4) de la pièce (2) à forger et une partie arrière (13) formant le talon dudit éjecteur (8) et comportant une face (14) d'appui mécanique pour des moyens de déplacement de cet éjecteur (8) et l'éjection de ladite pièce (2),
    - un organe d'aspersion de fluides dans l'empreinte (4) de la matrice (3), et un circuit (7) comprenant une chambre de distribution (25) alimentée par au moins une arrivée (17) de fluides et alimentant ledit organe d'aspersion formé par au moins un orifice radial (28) ménagé dans l'éjecteur (8), à l'avant de celui-ci, pour le nettoyage, le refroidissement et la lubrification de l'empreinte (4) de la matrice (3), caractérisé en ce que ladite chambre (25) communique, en outre, séquentiellement avec une sortie (18) des fluides, la chambre de distribution (25) étant une cavité ménagée dans la partie centrale de l'alésage (9) du corps (6) de matrice et dans laquelle coulisse la partie arrière (13) de l'éjecteur (8), la partie arrière (13) de l'éjecteur, lors de son avancée pour le retrait de la pièce (2) préablement forgée, (8) formant un obturateur de la sortie (18) des fluides.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de distribution (25) et l'éjecteur (8) sont cylindriques et concentriques.
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que l'éjecteur (8) comprend un conduit longitudinal (26) communiquant avec la chambre de distribution (25) par au moins un passage radial (27) et le ou les orifices radiaux (28).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que le ou les orifices radiaux (28) sont réparatis sur la partie avant (11) de l'éjecteur (8) en différentes positions, orientations, densités et diamètres, de façon sélective pour assurer un refroidissement et une lubrification adaptable à chaque élément de surface de l'empreinte (4) de la matrice (3).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit longitudinal (26) est concentrique à l'éjecteur (8) et à la chambre de distribution (25).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie arrière (13) cylindrique de l'éjecteur (8) forme avec la chambre de distribution (25) une pompe pour l'augmentation en pression du fluide contenu dans ladite chambre (25).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alésage (10) de matrice guidant l'éjecteur forme un obturateur du ou des orifices radiaux (28) et de la chambre de distribution (25).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents fluides sont constitués, soit par une eau pure de refroidissement, soit par une eau additionnée d'un lubrifiant, soit par un gaz ou soit par un mélange en proportion déterminée d'une eau pure ou additionnée et un gaz.
  9. Procédé de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique (2) utilisant un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on maintient une matrice (3) placée dans un corps (6) de matrice à une température définie de forgeage au moyen d'un circuit (7) dans lequel circule un fluide de refroidissement du corps (6) de matrice et de la matrice (3), on éjecte, après l'opération de forgeage à mi-chaud, la pièce (2) forgée au moyen d'un éjecteur (8) longitudinal coulissant dans un alésage (9) du corps (6) de matrice et un alésage (10) de la matrice (3) et qui prend appui sur ladite pièce (2) forgée, moulée dans une empreinte (4) de la matrice (3), on refroidit l'empreinte (4) de la matrice (3) au moyen d'un organe d'aspersion (28), caractérisé en ce que :
    - lors de l'avancée de l'éjecteur (8) pour l'éjection de la pièce (2) forgée, on obstrue la sortie (18) des différents fluides du circuit (7) par l'avancée de la partie arrière (13) de l'éjecteur (8) et simultanément on amène un fluide de refroidissement dans une chambre de distribution (25), un conduit longitudinal (26) ménagé dans l'éjecteur (8) et ledit organe d'aspersion (28),
    - pendant l'opération d'éjection de la pièce (2), lors de l'avancée de l'éjecteur (8) et son maintien en position avancée, on refroidit en tout point ou en des points déterminés l'empreinte (4) de la matrice (3) par vaporisation, par l'organe d'aspersion (28) et le conduit longitudinal (26) de l'éjecteur (8), du fluide de refroidissement contenu dans la chambre de distribution (25),
    - lors du retrait de l'éjecteur (8), on arrête l'alimentation en fluide de refroidissement et on alimente, le circuit (7), la chambre de distribution (25), le conduit longitudinal (26) et l'organe d'aspersion (28) de l'éjecteur (8), par un fluide de lubrification pour la lubrification de l'empreinte (4) de la matrice (3),
    - et lors du retour de l'éjecteur (8) à sa position arrière d'origine, on coupe l'alimentation en fluide de lubrification et simultanément on ouvre la sortie (18) des fluides du circuit (7).
  10. Procédé selon la revendication 9 , caractérisé en ce qu'on alimente la chambre de distribution (25) séquentiellement par les différents fluides constitués soit par une eau pure de refroidissement, soit par une eau additionnée d'un lubrifiant, soit par un gaz ou soit par un mélange en proportion déterminée d'une eau pure ou additionnée et un gaz.
  11. Procédé selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le gaz est de l'air comprimé circulant en continu dans le circuit (7) pour donner aux différents fluides la pression nécessaire.
  12. Procédé selon la revendication 9 , caractérisé en ce que, lorsque l'organe d'aspersion (28) est obstrué, on comprime une partie du fluide de refroidissement contenu dans la chambre de distribution (25), au moyen d'un piston constitué par la partie arrière (13) de l'éjecteur (8), la chambre de distribution (25) et ledit piston formant une pompe qui augmente la pression du fluide contenu dans ladite chambre communiquant avec ledit organe d'aspersion (28).
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est un brouillard de fines gouttelettes.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le fluide de lubrification est un brouillard de fines gouttelettes d'un fluide composé d'eau et de lubrifiant.
  15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le lubrifiant est choisi parmi une huile graphitée, une eau graphitée ou un produit blanc.
EP19910403359 1990-12-14 1991-12-11 Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et procédé d'utilisation d'un tel dispositif Expired - Lifetime EP0490763B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9015705A FR2670411B1 (fr) 1990-12-14 1990-12-14 Dispositif de forgeage a mi-chaud d'une piece metallique et procede d'utilisation d'un tel dispositif.
FR9015705 1990-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0490763A1 EP0490763A1 (fr) 1992-06-17
EP0490763B1 true EP0490763B1 (fr) 1994-06-22

Family

ID=9403268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19910403359 Expired - Lifetime EP0490763B1 (fr) 1990-12-14 1991-12-11 Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et procédé d'utilisation d'un tel dispositif

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0490763B1 (fr)
DE (1) DE69102618T2 (fr)
FR (1) FR2670411B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105598353A (zh) * 2016-02-17 2016-05-25 浙江德润重工机械有限公司 一种用于锻造水冷却的虹吸桶

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10230837B4 (de) * 2002-07-05 2004-12-23 Eifelwerk Heinrich Stein Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Warmumformen
EP2656941A4 (fr) * 2010-12-21 2017-07-26 Showa Denko K.K. Dispositif de forgeage
DE102014102448B4 (de) * 2014-02-25 2025-12-31 Langenstein & Schemann Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Umformen, insbesondere Fließpressen, von metallischen Werkstücken
CN104226809B (zh) * 2014-08-29 2016-06-08 如皋市大生线路器材有限公司 一种铁路高压线路用支撑单耳模具
CN108637156B (zh) * 2018-05-24 2024-04-12 泉州市三业智能科技有限公司 锻造模具
CN111036821A (zh) * 2019-12-17 2020-04-21 江苏理研科技股份有限公司 一种可内部冷却润滑的模具及其冷却润滑方法
CN116037825A (zh) * 2022-12-30 2023-05-02 江苏理研科技股份有限公司 一种带有自动润滑机构的闭塞挤压传动轴模具
CN120772444B (zh) * 2025-08-29 2026-02-06 成都睿智装备制造智能技术研究院 一种锻件锻造装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE611132C (de) * 1933-10-07 1935-03-22 Carl Heinrich Kuhne Auswerfvorrichtung fuer Bolzen-, insbesondere Bolzenwarmpressen
DE2027692B2 (de) * 1970-06-05 1974-01-03 F.B. Hatebur Ag, Basel (Schweiz) Quertransport-Warmgesenkschmiedepresse
US4028918A (en) * 1976-01-14 1977-06-14 Hatebur Umformmaschinen Ag Assembly for applying lubricant to the working area of a punching device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105598353A (zh) * 2016-02-17 2016-05-25 浙江德润重工机械有限公司 一种用于锻造水冷却的虹吸桶

Also Published As

Publication number Publication date
DE69102618T2 (de) 1995-02-23
FR2670411B1 (fr) 1993-04-09
EP0490763A1 (fr) 1992-06-17
DE69102618D1 (de) 1994-07-28
FR2670411A1 (fr) 1992-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0490763A1 (fr) Dispositif de forgeage à mi-chaud d'une pièce métallique et procédé d'utilisation d'un tel dispositif
FR2569582A1 (fr) Procede et installation pour la fabrication de tubes sans soudure
JP4773322B2 (ja) 鍛造加工方法
JP3636101B2 (ja) 金型装置
US6286350B1 (en) Method for hot pressing of workpieces
EP4237217B1 (fr) Procédé de forgeage à chaud et moule pour la mise en oeuvre dudit procédé
US5742993A (en) Method for making hollow workpieces
EP0824048B1 (fr) Procédé de fabrication d'une aube creuse de turbomachine comportant un décollement après soudage
US5600990A (en) Metal extrusion die stack and method
FR2655887A1 (fr) Procede d'enlevement d'un revetement sur pieces par projection d'un jet d'eau sous haute tension.
RU2105621C1 (ru) Способ горячего экструдирования металла с активным действием сил трения и гидравлический экструзионный пресс для его осуществления
JPH102396A (ja) ボールねじの洗浄装置
EP0059675B1 (fr) Dispositif de refroidissement rapide de tubes métalliques
EP3272497A1 (fr) Unite de moulage de recipients, equipee d'un insert de boxage a circulation d'air
CA1191480A (fr) Methode d'extrusion au lubrifiant chaud
US1251128A (en) Forging apparatus.
RU2020019C1 (ru) Способ горячей объемной штамповки изделий
GB1215675A (en) Metal billet piercing press
RU2018407C1 (ru) Способ охлаждения прессового штампа обжимного пресса (его варианты) и устройство для его осуществления
RU2718520C1 (ru) Способ охлаждения горячего штампа
JPS58176039A (ja) 熱間鍛造型の冷却方法
FR2508595A1 (fr) Application de lubrifiants sur des surfaces de travail metalliques
SU1202680A1 (ru) Штамп дл гор чего выдавливани
BE515848A (fr)
JPH07174484A (ja) フィン・チューブ熱交換器用清浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT

17P Request for examination filed

Effective date: 19920518

17Q First examination report despatched

Effective date: 19930517

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940628

REF Corresponds to:

Ref document number: 69102618

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940728

ITF It: translation for a ep patent filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20021203

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20021211

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20021216

Year of fee payment: 12

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031211

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040701

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20031211

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040831

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051211