EP2403669A2 - Outillage de presse - Google Patents

Outillage de presse

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Publication number
EP2403669A2
EP2403669A2 EP10707503A EP10707503A EP2403669A2 EP 2403669 A2 EP2403669 A2 EP 2403669A2 EP 10707503 A EP10707503 A EP 10707503A EP 10707503 A EP10707503 A EP 10707503A EP 2403669 A2 EP2403669 A2 EP 2403669A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sectors
die
tooling according
matrix
inserts
Prior art date
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Granted
Application number
EP10707503A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP2403669B1 (fr
Inventor
Jean-Philippe Bayle
Frédéric JORION
Gérard DELETTE
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.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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 Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP2403669A2 publication Critical patent/EP2403669A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2403669B1 publication Critical patent/EP2403669B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B22F2003/033—Press-moulding apparatus therefor with multiple punches working in the same direction

Definitions

  • the subject of the invention is a press tool.
  • the manufacture of mechanical parts by powder pressing to give a compact blank, followed by sintering may involve the use of uniaxial compression machines comprising a die in a housing from which the powder is poured and an engaging punch. in the housing for compressing the powder or, alternatively, a pair of punches engaging two opposite ends of the housing in two opposite directions.
  • These presses operate at relatively high rates.
  • the applications are numerous: they may concern mechanical metal or ceramic parts such as gears, magnets, nuclear fuel pellets, etc. This kind of process, however, has disadvantages.
  • One of the most important appears in the release of the compressed part gradually out by an axial thrust movement of the housing.
  • the compression has produced radial stresses in the room, which are released as it leaves the housing.
  • Still other methods include adding rubber or other flexible materials to the matrix that facilitate demolding and are then sacrificed, but this is also expensive.
  • the invention has been designed to overcome these drawbacks and allow automatic and reliable compression of high-speed parts while reducing the risk of damage to pressed parts during demolding and subsequent defects in shape and size, often attributable to bad return to the original sector position of the die that have been discarded to promote demolding.
  • the invention in a general form, relates to a tooling of a press comprising at least one movable punch, the tooling comprising a die into which the punch penetrates, the die being composed of sectors, a frame surrounding the die, which slidably presses on the frame by conical surfaces, means for moving the frame relative to the die in a direction of mobility of the punch, characterized in that the die comprises a unitary part to which the sectors are unitedly joined and the sectors include inserts on their inner side.
  • the construction of the matrix in sectors joined together with a unitary part, which can be full and then constitute a bottom of the housing of the matrix in which the parts are formed, or in the form of hollow cylinder capable of allowing passage to a lower punch allows to take advantage of the elasticity of the material of the matrix to allow the separation of the sectors under the internal pressure of the parts once they have undergone the pressing, then to help the reclosing of the matrix after the demolding of the parts .
  • the spacing of the sectors remains at a low level, just corresponding to the expansions sufficient to reduce the internal pressure of the parts, which greatly reduces the risk of accidental insertion of material and in particular of the pressing powder constituting the parts, which would adversely affect the reclosing of the matrix and the quality of the subsequent manufacture.
  • a preferred construction thus comprises a main portion of titanium matrix and carbide steel inserts.
  • the inserts are also amenable to modifications of shape or dimensions by machining, especially if they are machined on their internal face tilt of variable conicity over their height depending on defects in shape and dimensions of parts manufactured by the press: this machining then contributes to the improvement of the parts during manufacture of the series as a function of the derivations of measured dimensions or shape, without any damaging effect on the matrix since it will then suffice to replace the inserts.
  • the matrix is also amenable to modifications of shape or dimensions by machining, especially if they are machined on their internal face tilt of variable conicity over their height depending on defects in shape and dimensions of parts manufactured by the press: this machining then contributes to the improvement of the parts during manufacture of the series as a function of the derivations of measured dimensions or shape, without any damaging effect on the matrix since it will then suffice to replace the inserts.
  • the matrix According to another conception, the matrix
  • the means of movement of the frame relative to the die comprises a crown on a raised face of which the frame is placed by rollers, a means of applying the frame against the crown, and a support of the crown and matrix; and according to a further improvement, the support comprises a circular imprint in which the ring is housed, the ring comprises a toothing protruding from the cavity, and a pinion driven by the motor is mounted on the support and meshes with the toothing.
  • This control means makes it possible to apply a force that is well distributed and dosed to the frame and to the die by virtue of the regularity of shape of the crown, the distribution of the rollers over a circumference and the elasticity of the assembly.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the cam regulating the height of the strapping ring of the die
  • FIG. 5 is a close-up view, in diametrical section, of the matrix and the housing,
  • FIG. 6 is a view from above of the matrix
  • FIG. 7 is a schematic view of another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a press comprising a control system 1, an upper punch 2, a lower punch 3 and a tool 4 specific to the invention which comprises a die 5.
  • the upper punch 2 and the lower punch 3 comprise rods 6 and 7 directed towards each other.
  • the die 5 comprises a housing 8 in alignment with the rods 6 and 7, which can penetrate between opposite orifices 9 and 10.
  • the lower piston 3 and its rod 7 comprise a needle 37 which slides therein, and the rod 6 of the upper piston 2 comprises a housing 11 in front of the needle 37, which can enter therein. This arrangement makes it possible to compress hollow pieces of annular shape.
  • the invention is not limited to this situation and also relates to presses without a needle, possibly with a single punch; the dwelling would then be provided with a single orifice and would include a bottom on the other side.
  • the control system 1 governs the movement of the punches 2 and 3 and the rod 6.
  • the control system 1 governs the movement of the punches 2 and 3 and the rod 6.
  • the tool 4 comprises a support 12 in the form of a plateau on which rises a circular wall 13.
  • An impression 14 is delimited by the wall 13 and receives a ring 15.
  • the ring 15 slides on a track 16 of the cavity 14 and can rotate by sliding around the inner face of the wall 13.
  • the ring 15 rises to above the wall 13 at its upper part, where it comprises a toothing 17 projecting outside.
  • the support 12 carries a bearing 18 (FIG. 3) for rotatably holding a pinion 19, and it also carries a motor 20 for driving the pinion 19.
  • the matrix 5 comprises a unitary lower portion 21 in the form of a hollow cylinder, placed on the support 12, and an upper portion 22 surmounting the preceding one, in one piece with it, composed of contiguous circle sectors 23, three in number for example, separated by slots but can come into contact with each other ( Figure 5).
  • the housing 8 is inscribed in this upper part 22.
  • the lower part 21 and the support 12 are recessed to allow passage to the lower punch 3.
  • a frame 24 surrounds the upper part of the matrix 5. It comprises a ring 25 surrounding the sectors 23 to maintain their cohesion, and a plate 26.
  • the plate 26 carries rods 27 (two of which are similar and opposite, one being shown in Figure 3) pointing downwards and engaged in the guns 28 fixed to the support 12. Springs 29 mounted in the guns 28 attract the rods 27 downwards.
  • the ring 25 is provided with a trio of axes 30 of radial orientation, each bearing a bearing 31.
  • Figure 4 shows that the bearings 31 weigh on an upper face 32 of the ring 15 and which comprises three cams 33 inclined, in phase with the bearings 31 respectively.
  • the motor 20 rotates
  • the pinion 19 drives the ring 15 in rotation
  • the cams 33 move under the bearings 31, whose altitude varies with that of the ring 15; or the outer faces of the sectors 23 and the inner faces of the ring 25 are inclined and form conical adjustments 34 which has been shown in Figure 6 (greatly exaggerating their inclination for the sake of clarity).
  • the inner faces of the sectors 23, delimiting the housing 8, are not cylindrical but undercut from the orifices 9 and 10, that is to say that the housing 8 widens slightly since the orifices 9 and 10 to tapered portions 35 and 36, respectively to the center, contrary to a provision common in this technical genre, where recess provisions are common to promote part release.
  • the machine operates as follows. A not shown shoe pours powder to compact in the housing 8, the lower piston 3 closing the bottom.
  • the upper piston 2 is lowered when the shoe has been removed, and it follows the compacting of the powder, the lower punch 3 can also be set in motion.
  • the needle 37 is also set in motion if this is provided.
  • the upper punch 2 is raised and a rotation of the motor 20 causes the displacement of the ring 25 and its lowering, which allows the sectors 23, remaining at the same height since in bearing on the fixed part 21, s' sliding away surfaces to conical adjustments 34 and open the matrix 5 until relaxation of the radial compressive stresses of the compressed part in the housing 8.
  • the opening is limited to a few degrees by the elastic stress that appears at the foot sectors 23, their connection to the lower part 21 which they are integral.
  • the die 5 can be made of titanium to have the desired elasticity.
  • the flexion is sufficient, thanks to the fineness of the lower part 21.
  • This tool lends itself very well to automation since the sectors 23 retained in the ring 25 remain supported and guided by it and the lower part 21, without the possibility of falling or to disperse in another way. Their setting in position is obtained with precision.
  • the device is simple and therefore reliable, especially since it depends on a single engine and does not use delicate transmissions.
  • the conical adjustments 34 have in practice a few degrees of inclination, and the inclinations of the conical portions 35 and 36 of the housing 8 are also small and simply compensate for the differential shrinkage of the sintered parts based on the compression and density irregularities. A few cents or a few per thousand are common.
  • the inclinations are not necessarily uniform over the height of the housing 8: they must rather be determined by the designer according to the results of a first series of compression and sintering tests, which will have indicated to him empirically the defects of shape and size of the parts and therefore the compensation to operate for the radius of the housing 8 at each height. He then proceeds to a corrective machining of the internal faces of the sectors 23.
  • Figure 7 shows a slightly different embodiment, where the sectors 23 are replaced by other sectors 40, here conical single interior faces 42, so that the housing 41 blossoms down.
  • the lower part 43 of the matrix is here solid and unitary and forms a continuous bottom 44, to which the sectors 40 are joined, for the housing 41.
  • This arrangement is well suited to a machine devoid of lower punch, where the upper punch assumes only the compression.
  • the sectors 23 and 40 are provided with inserts 46 removable fixed on their inner face, which thus undergo the profile correction machining and can be replaced without the matrix 5 must be changed itself when a room different must be manufactured.
  • the inserts 46 may be of carbide steel to have a high hardness and withstand the friction and pressure produced by pressing the pieces, which can not the titanium of the matrix 21 or 43. They also equip the previous embodiment. The rest of the device is unchanged.

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Abstract

Cette invention est caractérisée par l'utilisation d'un outillage dans une machine de pressage, comprenant un ou deux poinçons (2 ou 3) et une matrice (5) composée de secteurs de cercle (23) pouvant s'écarter mais unis à une partie principale commune (21), une bague (25) entourant et retenant les secteurs, contre lesquels elle est ajustée par des surfaces coniques, et dont l'altitude est variable grâce à la rotation d'une couronne (15) munie d'une face en relief. Quand la compression est finie, le démoulage est précédé d'un écartement léger des secteurs qui permet de relâcher les contraintes dans la pièce comprimée et évite de nombreux risques de dommages à la pièce. Les secteurs sont rendus résistants par des inserts (46) en matière dure, généralement amovibles et pouvant être façonnés au profil exact des pièces à former.

Description

OUTILLAGE DE PRESSE
DESCRIPTION
Le sujet de l'invention est un outillage de presse.
La fabrication des pièces mécaniques par un pressage de poudres pour donner une ébauche compacte, suivi d'un frittage, peut impliquer l'emploi de machines de compression uniaxiale comprenant une matrice dans un logement de laquelle la poudre est versée et un poinçon s' engageant dans le logement pour réaliser la compression de la poudre ou, en variante, une paire de poinçons s' engageant par deux extrémités opposées du logement dans deux sens opposés . Ces presses fonctionnent à des cadences relativement élevées. Les applications sont nombreuses: elles peuvent concerner des pièces mécaniques en métal ou en céramique comme les engrenages, les aimants, les pastilles des combustibles nucléaires, etc. Ce genre de procédé présente toutefois des inconvénients. L'un des plus importants apparaît au démoulage de la pièce comprimée en la sortant progressivement par un mouvement axial de poussée du logement. La compression a produit des contraintes radiales dans la pièce, qui se libèrent à mesure qu'elle sort du logement. Les risques d' endommagement de la pièce par fissuration ou rupture sont fréquents à l'orifice du logement, entre les portions encore contraintes et les portions subitement relâchées. Un autre inconvénient qu'on observe est que les pièces qui ont résisté au démoulage ont souvent des variations notables de dimension radiale. En effet, la compression n'est pas uniforme mais au contraire plus forte près du poinçon ou des poinçons, et en conséquence la densité de la pièce est plus grande à ces endroits. Quand le frittage est accompli, le retrait de la pièce est d'autant moins important que la densité est plus grande, de sorte que les pièces finies tendent à prendre une forme légèrement conique quand un poinçon unique a été employé, ou biconique et cintrée au milieu, en forme de diabolo, quand deux poinçons ont été employés. Les défauts de dimensions ou de forme peuvent conduire au rebut d'un grand nombre de pièces.
Divers procédés ont été employés pour améliorer la qualité des pièces. On peut citer l'utilisation d'additifs lubrifiants ou liants dans les poudres ou le choix de séquences particulières de compression par les poinçons; mais les additifs nuisent au frittage puisqu' ils sont volatils et peuvent être polluants, et les seconds procédés ralentissent beaucoup les cadences de production. Ces deux groupes de procédés remédient d'ailleurs plutôt à d'autres défauts, comme une cohésion insuffisante de la matière après la compression. D'autres procédés consistent à pourvoir l'orifice du logement de la matrice d'un chanfrein ou d'un rayon de raccordement pour éviter à la pièce en cours de démoulage une transition brusque entre l'état contraint et l'état relâché, mais ce procédé est efficace seulement avec des profils d'orifice bien déterminés et particuliers à chaque variétés de pièces, de sorte qu'il est difficile à mettre en œuvre.
D'autres procédés encore consistent à ajouter dans la matrice des tubes de caoutchouc ou d'autres matières souples qui facilitent le démoulage et sont ensuite sacrifiés, mais cela est aussi coûteux.
Enfin, un autre genre de procédés, décrit par exemple dans le document US-B-7 128 547, consiste à diviser la matrice en secteurs qui sont assemblés pendant l'exécution de la compression et écartés ensuite de manière à relâcher les contraintes de compression résiduelle à la fois pour toute la pièce. Les réalisations de tels procédés souvent ne comprennent pas de moyen pour retenir les secteurs de matrice une fois qu'elle a été desserrée, ce qui les rend inaptes à l'automatisation. D'autres comportent un mécanisme de commande des mouvements des secteurs permettant d'automatiser le procédé, mais ils sont complexes, imposant l'emploi d'actionneurs des secteurs, et ils ne garantissent pas vraiment que les secteurs sont bien jointifs quand la poudre est versée, ce qui est nécessaire pour une bonne fabrication.
L' invention a été conçue pour obvier à ces inconvénients et permettre une compression automatique et fiable de pièces à cadence élevée tout en réduisant les risques de dommages des pièces pressées lors du démoulage et les défauts ultérieurs de forme et de dimension, souvent attribuables à un mauvais retour à la position d'origine de secteur de la matrice qui ont été écartés pour favoriser le démoulage. Sous une forme générale, l'invention concerne un outillage d'une presse comprenant au moins un poinçon mobile, l'outillage comprenant une matrice dans laquelle pénètre le poinçon, la matrice étant composée de secteurs, un châssis entourant la matrice, qui s'appuie sur le châssis de façon glissante par des surfaces coniques, des moyens de déplacement du châssis par rapport à la matrice dans une direction de mobilité du poinçon, caractérisé en ce que la matrice comprend une partie unitaire à laquelle les secteurs sont joints de façon solidaire et les secteurs comprennent des inserts à leur face interne. La construction de la matrice en secteurs joints de façon solidaire à une partie unitaire, pouvant être pleine et constituer alors un fond du logement de la matrice dans lequel les pièces sont formées, ou en forme de cylindre creux apte à laisser passage à un poinçon inférieur, permet de profiter de l'élasticité du matériau de la matrice pour permettre l'écartement des secteurs sous la pression interne des pièces une fois qu'elles ont subi le pressage, puis pour aider à la refermeture de la matrice après le démoulage des pièces. L'écartement des secteurs reste à un niveau faible, juste correspondant aux dilatations suffisant à atténuer la pression interne des pièces, ce qui réduit beaucoup les risques d' insertion accidentelle de matière et notamment de la poudre à presser constituant les pièces, qui nuirait à la refermeture de la matrice et à la qualité de la fabrication ultérieure. La construction de la matrice en une seule pièce, avec seulement des fentes de division des secteurs s' étendant sur une partie de sa hauteur, donne une construction simple et robuste.
Certains inconvénients de cette construction doivent tout de même être combattus. Le plus important est le défaut de dureté que l'on ne peut en général éviter avec matières assez élastiques pour permettre des ouvertures et refermetures successives de la matrice. Les secteurs sont donc munis d' inserts sur leur face interne, qui sont faits en une matière plus dure que la matrice elle-même et qui résistent donc parfaitement aux pressions et aux frottements des pièces formées. Ils ont encore l'avantage de pouvoir adapter l'outillage à des pièces différentes sans avoir à démonter ou remplacer toute la matrice, s'ils sont amovibles des secteurs de la matrice.
Une construction appréciée comprend ainsi une partie principale de matrice en titane et des inserts en acier au carbure.
Les inserts se prêtent aussi à des modifications de forme ou de dimensions par usinage, notamment s'ils sont usinés à leur face interne à inclinaison de conicité variable sur leur hauteur en fonction de défauts de forme et de dimensions de pièces fabriquées par la presse : cet usinage contribue alors à l'amélioration des pièces au cours de la fabrication de la série en fonction des dérivations de dimensions ou de forme mesurées, sans effet dommageable sur la matrice puisqu' il suffira ensuite de remplacer les inserts . Selon une autre conception, la matrice
(plus précisément ses inserts) comprend un logement en contre-dépouille depuis un orifice par lequel le poinçon mobile y est introduit ; ou encore un logement doublement en contre-dépouille depuis des orifices opposés par lesquels les poinçons mobiles y sont respectivement introduits dans le cas d'un outillage comprenant deux poinçons mobiles, la matrice étant évidée de part en part et le support comportant un évidement de passage d'un des poinçons.
Dans un outillage perfectionné, les moyens de déplacement du châssis par rapport à la matrice comprennent une couronne sur une face en relief de laquelle le châssis est posé par des galets, un moyen d'application du châssis contre la couronne, et un support de la couronne et de la matrice ; et selon un perfectionnement supplémentaire, le support comprend une empreinte circulaire dans laquelle la couronne est logée, la couronne comprend une denture dépassant de l'empreinte, et un pignon entraîné par le moteur est monté sur le support et engrène avec la denture. Ce moyen de commande permet d'appliquer une force bien répartie et dosée au châssis et à la matrice grâce à la régularité de forme de la couronne, à la répartition des galets sur une circonférence et à l'élasticité de 1' ensemble . L'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures, parmi lesquelles: la figure 1 est une vue générale de l'outillage sur presse, la figure 2 est une vue générale, en coupe, de l'outillage, la figure 3 est une vue de côté de 1' outillage,
- la figure 4 est une vue en développé de la came réglant la hauteur de la bague de cerclage de la matrice,
- la figure 5 est une vue rapprochée, en coupe diamétrale, de la matrice et du logement,
- la figure 6 est une vue de dessus de la matrice, - et la figure 7 est une vue schématique d'une autre réalisation de l'invention.
La figure 1 représente une presse comprenant un système de commande 1, un poinçon supérieur 2, un poinçon inférieur 3 et un outillage 4 spécifique à l'invention qui comprend une matrice 5. Le poinçon supérieur 2 et le poinçon inférieur 3 comprennent des tiges 6 et 7 dirigées l'une vers l'autre. La matrice 5 comprend un logement 8 dans l'alignement des tiges 6 et 7, qui peuvent y pénétrer entre des orifices 9 et 10 opposés. Le piston inférieur 3 et sa tige 7 comprennent une aiguille 37 qui y coulisse, et la tige 6 du piston supérieur 2 comprend un logement 11 en face de l'aiguille 37, qui peut y pénétrer. Cette disposition permet de comprimer des pièces creuses, de forme annulaire. L'invention n'est pas limitée à cette situation et concerne aussi des presses dépourvues d'aiguille, éventuellement à poinçon unique; le logement serait alors pourvu d'un seul orifice et comprendrait un fond de l'autre côté. Le système de commande 1 régit le mouvement des poinçons 2 et 3 et de la tige 6. On passe maintenant à la description de l'outillage 4 au moyen de la figure 2. Il comprend un support 12 en forme de plateau sur lequel s'élève une paroi 13 circulaire. Une empreinte 14 est délimitée par la paroi 13 et reçoit une couronne 15. La couronne 15 glisse sur une piste 16 de l'empreinte 14 et peut tourner en glissant autour de la face interne de la paroi 13. La couronne 15 s'élève au-dessus de la paroi 13 à sa partie supérieure, où elle comprend une denture 17 saillant à l'extérieur. Le support 12 porte un palier 18 (figure 3) de maintien rotatif d'un pignon 19, et il porte aussi un moteur 20 d' entraînement du pignon 19.
La matrice 5 comprend une partie inférieure unitaire 21 en forme de cylindre creux, posée sur le support 12, et une partie supérieure 22 surmontant la précédente, d'un seul tenant avec elle, composée de secteurs de cercle 23 jointifs, au nombre de trois par exemple, séparés par des fentes mais pouvant venir en contact les uns des autres (figure 5) . Le logement 8 est inscrit dans cette partie supérieure 22. La partie inférieure 21 et le support 12 sont évidés pour livrer passage au poinçon inférieur 3.
Un châssis 24 entoure la partie supérieure de la matrice 5. Il comprend une bague 25 entourant les secteurs 23 pour maintenir leur cohésion, et un plateau 26. Le plateau 26 porte des tiges 27 (au nombre de deux semblables et opposées, une seule étant représentée, à la figure 3) pointant vers le bas et engagées dans les canons 28 fixés au support 12. Des ressorts 29 montés dans les canons 28 attirent les tiges 27 vers le bas. Et la bague 25 est munie d'un trio d'axes 30 d' orientation radiale dont chacun porte un roulement 31.
La figure 4 montre que les roulements 31 pèsent sur une face supérieure 32 de la couronne 15 et qui comprend trois cames 33 inclinées, en phase avec les roulements 31 respectivement. Quand le moteur 20 tourne, le pignon 19 entraîne la couronne 15 en rotation, et les cames 33 se déplacent sous les roulements 31, dont l'altitude varie avec celle de la bague 15 ; or les faces extérieures des secteurs 23 et les faces intérieure de la bague 25 sont inclinées et forment des ajustements coniques 34 qu'on a représentés à la figure 6 (en exagérant fortement leur inclinaison à des fins de clarté) . De plus, les faces intérieures des secteurs 23, délimitant le logement 8, ne sont pas non plus cylindriques mais en contre-dépouille depuis les orifices 9 et 10, c'est-à-dire que le logement 8 s'élargit légèrement depuis les orifices 9 et 10 à des portions coniques 35 et 36, respectives jusqu'au centre, contrairement à une disposition courante dans ce genre technique, où des dispositions en dépouille sont courantes pour favoriser le démoulage de pièce.
La machine fonctionne comme suit. Un sabot non représenté verse de la poudre à compacter dans le logement 8, le piston inférieur 3 obturant le fond. Le piston supérieur 2 est baissé quand le sabot a été retiré, et il s'ensuit le compactage de la poudre, le poinçon inférieur 3 pouvant aussi être mis en mouvement. L'aiguille 37 est elle aussi mise en mouvement si cela est prévu. Quand le compactage est réalisé, le poinçon supérieur 2 est relevé et une rotation du moteur 20 provoque le déplacement de la bague 25 et son abaissement, ce qui permet aux secteurs 23, restant à la même hauteur puisqu'en appui sur la partie fixe 21, de s'écarter par glissement des surfaces aux ajustements coniques 34 et d'ouvrir la matrice 5 jusqu'au relâchement des contraintes radiales de compression de la pièce comprimée dans le logement 8. L'ouverture est limitée à quelques degrés par la contrainte élastique qui apparaît au pied des secteurs 23, à leur raccordement à la partie inférieure 21 dont ils sont solidaires. La matrice 5 peut être construite en titane pour posséder l'élasticité voulue. La flexion est suffisante, grâce à la finesse de la partie inférieure 21.
Cet outillage se prête très bien à l'automatisation puisque les secteurs 23 retenus dans la bague 25 restent soutenus et guidés par celle-ci et la partie inférieure 21, sans possibilité de choir ou de se disperser d'une autre façon. Leur mise en position est obtenue avec précision. Le dispositif est simple et donc fiable, d'autant plus qu'il dépend d'un seul moteur et ne fait pas appel à des transmissions délicates. Les ajustements coniques 34 ont en pratique quelques degrés d'inclinaison, et les inclinaisons des portions coniques 35 et 36 du logement 8 sont faibles aussi et compensent simplement les retraits différentiels des pièces au frittage d'après les irrégularités de compression et de densité. Quelques pour-cents ou quelques pour-mille sont usuels. Les inclinaisons ne sont pas forcément uniformes sur la hauteur du logement 8 : elles doivent plutôt être déterminées par le concepteur en fonction des résultats d'une première série d'essais de compression et de frittage, qui lui aura indiqué de façon empirique les défauts de forme et de dimension des pièces et donc les compensations à opérer pour le rayon du logement 8 à chaque hauteur. Il procède alors à un usinage rectificatif des faces internes des secteurs 23.
La figure 7 représente un mode de réalisation un peu différent, où les secteurs 23 sont remplacés par d'autres secteurs 40, ici à conicité unique des faces intérieures 42, de sorte que le logement 41 s'épanouit vers le bas. La partie inférieure 43 de la matrice est ici pleine donc unitaire et forme un fond 44 continu, auquel les secteurs 40 sont joints, pour le logement 41. Cette disposition convient bien à une machine dépourvue de poinçon inférieur, où le poinçon supérieur assume donc seule la compression.
De plus, les secteurs 23 et 40 sont pourvus d' inserts 46 amovibles fixés sur leur face interne, qui subissent donc l'usinage de correction de profil et qui peuvent être remplacés sans que la matrice 5 doive être changée elle-même quand une pièce différente doit être fabriquée. Les inserts 46 peuvent être en acier au carbure pour posséder une grande dureté et résister aux frottements et à la pression produits au pressage des pièces, ce que ne peut le titane de la matrice 21 ou 43. Ils équipent aussi le mode de réalisation précédent. Le reste du dispositif est inchangé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Outillage (4) d'une presse comprenant au moins un poinçon mobile (2, 3), l'outillage comprenant une matrice (5) dans laquelle pénètre le poinçon, la matrice étant composée de secteurs (23) , un châssis
(24) entourant la matrice, qui s'appuie sur le châssis de façon glissante par des surfaces coniques (34), des moyens de déplacement du châssis par rapport à la matrice dans une direction de mobilité du poinçon, caractérisé en ce que la matrice (5) comprend une partie (21, 43) unitaire à laquelle les secteurs (23, 40) sont joints de façon solidaire et les secteurs (23) comprennent des inserts (46) à leur face interne.
2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie unitaire (21) est un cylindre creux plus mince que les secteurs.
3. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie unitaire (43) est pleine .
4. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inserts sont en une matière plus dure que la matrice.
5. Outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les inserts (46) sont en acier au carbure, et la matrice (5) est en titane.
6. Outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matrice comprend un logement en contre-dépouille depuis un orifice par lequel le poinçon mobile y est introduit.
7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux poinçons mobiles, la matrice étant évidée de part en part et le support comportant un évidement de passage d'un des poinçons, et en ce que la matrice comprend un logement doublement en contre-dépouille depuis des orifices opposés par lesquels les poinçons mobiles y sont respectivement introduits .
8. Outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inserts sont amovibles des secteurs et peuvent être remplacés .
9. Outillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement du châssis par rapport à la matrice comprennent une couronne (15) sur une face en relief de laquelle le châssis (24) est posé par des galets (31), un moyen (29) d'application du châssis contre la couronne, un support de la couronne (15) et de la matrice (5), et un moteur (20) de mise en rotation de la couronne (15) .
10. Outillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support (12) comprend une empreinte circulaire (14) dans laquelle la couronne
(15) est logée, la couronne comprend une denture (17) dépassant de l'empreinte, et un pignon (19) entraîné par le moteur (20) est monté sur le support (12) et engrène avec la denture (17) .
11. Outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les inserts sont usinés à leur face interne avec une inclinaison de conicité variable sur leur hauteur en fonction de défauts de forme et de dimensions de pièces fabriquées par la presse.
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