EP4005696A1 - Device and method for forging a gear tooth on a semi-finished product - Google Patents

Device and method for forging a gear tooth on a semi-finished product Download PDF

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EP4005696A1
EP4005696A1 EP21210610.8A EP21210610A EP4005696A1 EP 4005696 A1 EP4005696 A1 EP 4005696A1 EP 21210610 A EP21210610 A EP 21210610A EP 4005696 A1 EP4005696 A1 EP 4005696A1
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EP
European Patent Office
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semi
finished product
punch
extrusion
forging
Prior art date
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Application number
EP21210610.8A
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EP4005696B1 (en
EP4005696C0 (en
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David THIVET
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Forges de Courcelles
Original Assignee
Forges de Courcelles
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Publication date
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Publication of EP4005696B1 publication Critical patent/EP4005696B1/en
Publication of EP4005696C0 publication Critical patent/EP4005696C0/en
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • 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
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
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    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • 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
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
    • B21K1/305—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth helical

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of forging equipment used for forging gear teeth arranged on the outside of a semi-finished product.
  • the object of the invention relates to equipment for a forging machine intended to forge a spur or preferably helical gear toothing on the outer face of revolution of a semi-finished product, by applying a mid-hot extrusion process. or hot.
  • a semi-finished product is a pre-forged semi-raw annular-type part, devoid of teeth, produced according to various variants of geometry advantageously having a flange, associated or not with a central hub and or additional forms of reinforcement or axisymmetric relief or not.
  • the document CN 106914507 describes a method of hot forging gears by extrusion using forging equipment.
  • a part to be forged is first heated by induction, then, by the application of a vertical press force, the part to be forged is extruded through a fixed tool.
  • Such a forging method does not make it possible to obtain a helical toothing.
  • the document KR 101137759 describes equipment for a forging machine intended to extrude external gears.
  • a part to be forged is brought into an extrusion tool using a punch which exerts a vertical force on the part.
  • a cylindrical mandrel is engaged in the bore of the part to hold it.
  • This type of equipment does not make it possible to produce teeth on a part with a complex central geometry whose thickness is different from the part intended to form the teeth.
  • the document US2015/128419 describes a machine for the manufacture of a transmission equipped with an internal toothing of the “spline coupling” type of a synchro gearbox.
  • the internal toothing makes it possible to produce a connection in rotation with a splined shaft whose axis is identical.
  • This transmission comprises an external toothing with facets of axial engagement, on the upper face.
  • a “spline coupling” toothing has coefficients of protrusion and recess of the teeth lower than those of a gear toothing. It follows that obtaining a “spline coupling” type toothing by forging implies a moderate radial deformation rate.
  • the machine described by this document does not make it possible to produce, by forging, gear teeth arranged on the outside of a semi-finished product.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks of the prior techniques, by proposing equipment designed to produce, using a forging machine, on various geometries of parts, a gear toothing with sufficiently precise dimensional characteristics or allowing its subsequent finish by grinding according to the desired precision.
  • Another object of the invention is to provide extrusion equipment for forging helical gear teeth on a semi-finished product.
  • the tool holder is part of a mobile extrusion unit comprising a mechanism for transforming the vertical movement of descent of the system for applying a vertical compressive force between the high forging standby position and the low post forging position, in a rotational movement which is a function of the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product.
  • the extrusion tool is in the form of a ring, the extrusion teeth of which define a forming rate which varies continuously and non-linearly.
  • the extrusion tool comprises several integral rings defining a forming rate varying incrementally from one ring to another.
  • the tool holder comprises an extraction window arranged so that in the low post-forging position, the extraction window is turned to allow placement of the semi-finished product and extraction of the extruded semi-finished product. .
  • the support of the punch and the clamping part of the counter-punch comprise anti-deformation parts having complementary geometries respectively with the lower central part and the upper central part of the semi-finished product to cooperate with the entire central part presented by the semi-finished product.
  • the punch and the counter-punch comprise anti-deformation parts cooperating with the entire central part of the semi-finished product comprising a crown alone or associated with a flange and/or a hub and/ or additional forms.
  • control device includes an actuator servo system whose displacements are measured by sensors.
  • Another object of the invention is to provide a hot or semi-hot forging machine comprising equipment in accordance with the invention.
  • Another object of the invention is to provide a method for manufacturing a semi-finished product using a hot or semi-hot forging machine.
  • the extruded semi-finished product is recovered through an extraction window arranged in the tool holder, before the tool holder is raised to its high forging standby position.
  • the method consists in ensuring the rotation of the tool holder relative to a support assembly on which the compression force of the application system is applied, this rotation being synchronized with the vertical movement of descent of the tool holder, depending on the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product.
  • the extrusion of the gear teeth is carried out with a progression of the forming rate varying incrementally or continuously.
  • the extruded semi-finished product is subjected to a surface hardening operation.
  • the Figures 1 to 3 illustrate an exemplary embodiment of equipment 1 in accordance with the invention, adapted to be implemented with a machine of hot or semi-hot forging 2 of all known types such as a mechanical or hydraulic press.
  • the hot or semi-hot forging machine 2 is not shown in detail in the drawings because it is well known to those skilled in the art.
  • the hot or semi-hot forging machine 2 comprises in particular a base 2a and a system 2b for applying a vertical compressive force suitable for forging a 3d external gear toothing on a semi -product 3 in the general sense.
  • This application system 2b of a vertical compressive force which conventionally comprises a slider, is movable according to a vertical downward movement parallel to the vertical axis Z, between a high forging waiting position ( Figure 2 , 3 ) and a low post-forging position ( Figure 4 ).
  • This application system 2b of a vertical compressive force is also movable according to a vertical upward movement parallel to the vertical axis Z, between a low post-forging position and a high forging standby position to allow the return to a position to forge a new semi-finished product 3.
  • the system 2b for applying a vertical compressive force has arrived in the low position, it goes back without cycle interruption to its high position.
  • a semi-finished product 3 is a semi-raw part forged beforehand, devoid of teeth and of the annular type, that is to say having a through bore 3a ( Fig. 5A , 7A , 10A and 11A ).
  • a semi-finished product 3 comprises at least one crown 3c having a peripheral part 3p of revolution delimited by an external face of revolution 3e on which is forged a gear toothing 3d with the equipment according to the invention.
  • this semi-finished product will be designated by extruded semi-finished product 3.
  • This semi-finished product 3 comprises, apart from the peripheral part 3p in which the gear teeth 3d are extruded, a central part which can present various variants of geometries or configurations.
  • the central part of the semi-finished product may comprise a single crown 3c as illustrated in Figure 7A .
  • the central part of the semi-finished product 3 also comprises a web or flange 3t whose thickness is different from the peripheral part 3p intended to form the gear teeth ( Figure 5A ).
  • the central part of the semi-finished product 3 may comprise a flange 3t associated or not with a central hub 3m ( Figure 10A ) and/or additional shapes 3r of reinforcement or lightening, axisymmetric or not ( Figure 11A ).
  • the semi-finished product 3 has an upper central part corresponding to the central part of the semi-finished product 3 opening from the top of the semi-finished product 3 and a lower central part corresponding to the central part opening from from below the semi-finished product 3.
  • the lower central part and respectively the upper central part of the semi-finished product 3 thus comprises surfaces extending parallel and perpendicular to the axis of symmetry 3b.
  • the semi-finished product 3 comprises at least one ring 3c delimited on one side by an upper face 3s and on the opposite side, by a lower face 3i.
  • This crown 3c comprises an annular part adjoining a peripheral part 3p of revolution delimited by an external face of revolution 3e on which the gear teeth 3d are made and extending from a lower face 3i to an upper face 3s.
  • the central part of the semi-finished product comprises only a crown 3c so that the bore 3a extends from the lower face 3i to the upper face 3s.
  • the lower central part of the semi-finished product 3 thus comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p as well as possibly part or all of the internal bore 3a while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p as well as possibly part or all of the internal bore 3a, in whereas this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the lower central part of the semi-finished product 3.
  • the semi-finished product 3 also comprises a web 3t, that is to say a flange having a reduced thickness compared to the thickness of the ring 3c of the semi-finished product 3.
  • This flange 3t is arranged in the example illustrated , between the upper 3s and lower 3i faces so that the inner bore 3a is divided into three parts, namely an upper bore delimited between the upper face 3s of the semi-finished product 3 and the upper face of the flange, an intermediate bore delimited between the upper and lower faces of the flange 3t and a lower bore between the lower face of the flange 3t and the lower face 3i of the semi-finished product.
  • the lower central part of the semi-finished product 3 thus comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower bore as well as possibly part or all of the intermediate bore while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper bore as well as possibly part or all of the bore intermediate, considering that this part of the intermediate bore of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the intermediate bore of the lower central part of the semi-finished product 3.
  • such a semi-finished product 3 comprising a ring provided with a flange can constitute a crown wheel of a motor vehicle.
  • the central part of the semi-finished product 3 comprises a crown 3c and a flange 3t associated with a central hub 3m delimiting the inner bore 3a.
  • the central part of the semi-finished product 3c has an upper impression 3es of annular shape delimited between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c as well as a lower impression 3ei of annular shape delimited between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c.
  • the part lower center of the semi-finished product 3 comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower cavity 3ei as well as possibly part or all of the internal bore 3a while the part upper center of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper cavity 3es as well as possibly part or all of the internal bore 3a, considering that this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the lower central part of the semi-finished product 3.
  • the central part of the semi-finished product 3 comprises a crown 3c, a flange 3t associated with a central hub 3m delimiting the inner bore 3a as well as additional forms 3r of axisymmetric reinforcement.
  • these additional shapes could be non-axisymmetric or include axisymmetric or non-axisymmetric shapes of relief.
  • the central part of the semi-finished product 3 comprises additional forms 3r of reinforcement made in the form of connecting arms arranged between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c.
  • the central part of the semi-finished product 3 can include additional shapes 3r with various other geometries.
  • the lower central part of the semi-finished product 3 comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower cavity 3ei, the additional shapes 3r as well as possibly a part or the entire internal bore 3a while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper cavity 3es, the additional shapes 3r as well that possibly part or all of the inner bore 3a, considering that this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the part lower center of the semi-finished product 3.
  • the equipment 1 comprises a fixed lower punch 4, immobilized in an appropriate manner on the base 2a of the equipment, mounted secured to the table of the hot or semi-hot forging machine 2.
  • the punch 4 is arranged to delimit a support 4a for positioning the semi-finished product 3 to be forged.
  • the equipment 1 also comprises a counter punch 5 said to be upper with respect to the lower punch 4.
  • the counter punch 5 is vertically mounted along the vertical axis Z to occupy either a lower position for which the punch 4 and the counter punch 5 immobilize by enclosing the semi-finished product 3, or an upper position for which the counter punch 5 is released relative to the semi-finished product 3 to allow the establishment of the semi-finished product 3 and the extraction relative to the punch 4, of the extruded semi-finished product 3.
  • the counter punch 5 is mounted integral with the rod 6a of a hydraulic jack 6 whose body 6b is fixed to a frame 7 supported for example by the table 2a of the cutting machine. hot or semi-hot forging 2.
  • the hydraulic cylinder 6 is driven by a control circuit, not shown, allowing the counter-punch 5 to be moved vertically to occupy either the lower immobilization position of the semi-finished product 3 or the upper position of clearance for the placement of the semi-finished product 3 or the removal of the extruded semi-finished product 3.
  • the punch 4 and the counter-punch 5 immobilize the semi-finished product 3 so that the peripheral part 3p of the crown to receive the gear teeth 3d extends projecting with respect to the punch 4 and against punch 5.
  • the peripheral part 3p of the ring to receive the gear teeth 3d projects radially in the direction perpendicular to the vertical axis Z, with respect to the punch 4 and against the punch 5 to allow the extrusion operation as will be explained later in the description.
  • the support 4a of the punch 4 is arranged to present a complementary imprint to the lower central part of the semi-finished product 3 to support the semi-finished product 3.
  • the part lower center of the semi-finished product can take various geometries as illustrated for example, on the Figures 5A-5C , 7A-7C , 10A-10C and 11A-11C .
  • the punch against 5 is provided with a complementary imprint to the upper central part of the semi-finished product 3 to form a clamping part 5s of the semi-finished product. It follows that the semi-finished product 3 is immobilized by being clamped using the punch 4 and the counter-punch 5, acting on the lower central part and the upper central part with the exception thus of the peripheral part 3p of the semi-finished product 3 in which the 3d gear teeth are made.
  • the Figure 2A illustrates more precisely an embodiment of the support 4a of the punch 4 and of the clamping part 5s of the counter punch 5.
  • the punch 4 is made by a cylinder arranged at its upper end to present a support 4a for the semi-finished product 3.
  • the support 4a of the punch is provided set back from its transverse face, with a shoulder of the fourth axisymmetric type on which the lower face 3i of the semi-finished product 3 and more precisely the lower face 3i of the ring 3c to except for the peripheral part 3p.
  • the 4th shoulder delimits, up to the end of the punch, a cylindrical end section 4b having a transverse end face 4d against which the lower face of the flange 3t comes to rest when the semi-finished product is equipped with a such as 3t flange.
  • the counter punch 5 is made by a cylinder arranged at its lower end to present the clamping part 5s for the semi-finished product 3.
  • This clamping part 5s of the counter punch is provided set back from its lower end, with a shoulder of the fifth axisymmetric type on which the upper face 3s of the semi-finished product 3 rests.
  • -product is equipped with such a 3t flange.
  • the 4th shoulder of the punch and the 5th annular shoulder of the counter punch 5 clamp the semi-finished product 3 between its faces upper and lower, that is to say on the upper and lower faces of the crown 3c apart from the peripheral part 3p.
  • the 4th shoulder and the cylindrical end section 4b of the punch and the 5th shoulder and the cylindrical section 5b of the counter-punch come to immobilize the semi-finished product 3.
  • the transverse end face 4d of the punch and the transverse face 5d against punch 5 are contiguous.
  • the semi-finished product 3 has an internal bore 3a provided with a flange 3t ( Figures 5A-5C )
  • the semi-finished product 3 is additionally clamped by the transverse end face 4d of the cylindrical end section 4b of the punch 4 and by the transverse face 5d of the cylindrical section 5b of the counter punch 5 coming into contact respectively with the faces bottom and top of the 3t flange.
  • the punch 4 and the counter-punch 5 are arranged to clamp the semi-finished product by the faces of the lower central part and of the upper central part, which extend perpendicularly to the axis of symmetry 3b.
  • the punch 4 and the counter punch 5 comprise at least one anti-deformation part adapted to cooperate with the whole of the central part presented by the semi-finished product 3.
  • these anti-deformation parts have a complementary or congruent geometry to the central part of the semi-finished product 3 to avoid deformation during the extrusion of the gear teeth.
  • these anti-deformation parts are implemented whatever the geometry of the central part of the semi-finished product 3.
  • the punch 4 and the counter-punch 5 comprise anti-deformation parts cooperating with the entire central part of the semi-finished product comprising a crown alone or associated with a flange 3t and/or a hub 3m and/or additional shapes 3r.
  • This or these anti-deformation parts can be arranged either on the punch 4 and the counter-punch 5.
  • the punch 4 has one or more anti-deformation parts thus presenting a geometry complementary or congruent with the whole of the central part lower while that the counter-punch 5 has one or more anti-deformation parts having a complementary geometry congruent with the whole of the upper central part of the semi-finished product 3.
  • These anti-deformation parts essentially comprise surfaces extending parallel to the axis of symmetry 3b to avoid radial deformation of the semi-finished product 3.
  • the anti-deformation parts are adapted to cooperate with the whole of the internal bore 3a, that is to say with its three parts, namely the upper bore, the intermediate bore and the lower bore.
  • the punch 4 comprises, as an anti-deformation part, the cylindrical end section 4b which has a shape congruent with the lower bore of the semi-finished product 3 to come to engage inside the lower bore of the semi-finished product 3.
  • the counter-punch 5 comprises, as an anti-deformation part, the cylindrical section 5b which has a shape congruent with the upper bore of the semi-finished product 3 to come to engage inside the upper bore of the semi-finished product 3.
  • the counter punch 5 comprises a second anti-deformation part, namely a cylindrical end section 5c which has a shape congruent with the intermediate bore delimited by the flange 3t of the semi-finished product 3, to engage inside this intermediate bore of the semi-finished product 3.
  • a shoulder 5d of the axisymmetric type is arranged in the cylindrical section 5b to delimit this cylindrical end section 5c extending to a f end face 5f of the counter punch 5.
  • This intermediate shoulder 5d delimits the transverse face of the cylindrical section 5b which bears against the upper face of the flange 3t.
  • the end face 5f of the punch against 5 and the transverse end face 4d of the punch 4 are contiguous.
  • the equipment 1 also comprises a tool holder 9 supporting an extrusion tool 10 adapted to ensure the forging of the gear teeth 3d on the face of external revolution of the semi-finished product 3.
  • the tool holder 9 is arranged to receive the vertical compression force from the application system 2b of the hot forging machine or half-hot 2 so as to be moved at least vertically to extrude the semi-finished 3d gear tooth 3 during the downward vertical movement of this 2d application system between the high forging standby position ( Figure 2 , 3 , 6 ) for which the extrusion tool 10 is located above the support 4a and the low post-forging position for which the extrusion tool 10 is located entirely below the support 4a ( Figure 4 ).
  • the tool holder 9 is arranged so that it can be positioned around the punch 4 and the counter punch 5.
  • the tool holder 9 thus advantageously has the shape of a hollow shaft to be traversed by the counter punch 5 and the punch 4.
  • -tool 9 has a cylindrical bore 9a to allow the engagement of the counter-punch 5 and the punch 4 during its vertical movement between its high forging standby position and its low post-forging position.
  • the tool holder 9 includes an extraction window 9f arranged so that in the low post-forging position, the extraction window 9f is turned to allow extraction of the extruded semi-finished product 3 ( Figure 4 ).
  • this extraction window 9f is arranged so as to allow the positioning of the semi-finished product 3 on the support of the punch or the withdrawal of the semi-finished product 3 extruded from this support.
  • This extraction window 9f is adapted to allow automation of these operations, namely in particular the placement of the semi-finished product 3 on the support of the punch and the removal of the semi-finished product 3 extruded from this support.
  • the tool holder 9 is also suitable for positioning the extrusion tool 10 so that during its vertical displacement, the extrusion tool 10 can forge the gear teeth 3d on the face of external revolution of the semi-finished product 3.
  • the extrusion tool 10 is in the form of at least one ring 10a intended to surround and cooperate with the external face of revolution of the semi-finished product 3.
  • the extrusion tool 10 comprises several superimposed rings 10a whereas in the example illustrated in Picture 9 , the extrusion tool 10 comprises a single ring 10a.
  • Each ring 10a is provided, from its central bore, with extrusion teeth 10b arranged to produce the gear teeth 3d of the semi-finished product 3.
  • the extrusion teeth 10b of the extrusion tool 10 have a forming rate which increases progressively according to the direction of vertical displacement of the tool holder 9. It is recalled that the forming rate corresponds to the penetration rate of extrusion tooling 10 in the semi-finished product 3.
  • the forming rate varies incrementally between each ring 10a so as to control the flow of material and guarantee the final geometry. It should be understood that the forming rate of the ring which first forges the semi-finished product 3 is lower than the forming rate of the ring which then forges the semi-finished product 3.
  • the forming rate of the ring located at the lower end of the extrusion tool 10 is lower than the forming rate of the ring located above and so on.
  • the extrusion tool 10 is produced by a one-piece ring providing progressive shaping.
  • the forming rate of this ring varies continuously increasing from the part which begins the forging to the part ending the forging.
  • the forming rate of extrusion tooling 10 increases from the underside of extrusion tooling 10. For example, this forming rate varies continuously and nonlinearly. .
  • the tool holder 9 is subjected to the vertical displacement of the application system 2b of the compression force of the hot or semi-hot forging machine 2.
  • the compression force of the system application 2b of the hot or semi-hot forging machine 2 is applied to the tool holder 9 in any suitable way.
  • the tool holder 9 comprises a bearing assembly such as a plate 9b on which the system 2b for applying the compression force acts.
  • the tool holder 9 moves along the vertical axis by means of a plate 9b pushed downwards by the application system 2b of the vertical force.
  • the slider 2b of the press arrived in the low position rises without cycle interruption to its high position.
  • the tool holder 9 occupies the low position of post forging for which the extrusion tool 10 surrounds the punch 4.
  • an additional system 11 for example of the hydraulic type, brings the tool holder 9 from its low post-forging position to the high waiting position and the start of a new cycle .
  • the extrusion tool 10 surrounds the counter punch 5 by being located above the support 4a for the semi-finished product 3.
  • the tool holder 9 only has a vertical displacement allowing a spur gear toothing 3d to be forged on the face of external revolution of the semi-finished product 3, as illustrated in Figure 7B .
  • the tool holder 9 has a vertical movement along the vertical axis Z combined with a rotational movement around the vertical axis Z making it possible to forge a 3d helical gear toothing on the outer face of the semi-finished product 3, as illustrated with Fig. 5B , 10b , 11B .
  • the spur and helical gear teeth can be made on any semi-finished product 3 of which various geometries of the central part are given by way of example in the figures.
  • the tool holder 9 is part of a mobile extrusion assembly 12 comprising a mechanism 13 for converting the vertical downward movement of the application system 2b of a vertical compressive force, into a rotational movement around the vertical axis Z which is a function of the inclination of the 3d helical gear toothing of the semi-product 3.
  • the forging of the 3d helical gear toothing of the semi-product 3 is carried out during the vertical movement of descent of the 2d application system of a vertical compressive force between the high forging standby position and the low post forging position.
  • the movable extrusion assembly 12 comprises, as transformation mechanism 13, a toothed crown 13a mounted integral with the tool holder 9.
  • This toothed crown 13a is guided in rotation along the vertical axis Z with respect to the assembly support 9b arranged to receive the vertical compression force of the system 2b of the forging machine.
  • a thrust bearing with cylindrical rollers 13c is mounted between the support assembly 9b and the tool holder 9 to take up the axial load in addition to guiding in rotation with respect to the support assembly 9b, the tool holder 9 being driven in rotation by the ring gear 13a.
  • the toothed crown 13a cooperates in a diametrically opposite way with the racks 13d.
  • the two racks 13d are arranged symmetrically opposite with respect to the vertical axis of symmetry of the ring gear 13a, being oriented perpendicular to the vertical axis Z.
  • These racks 13d are moved in horizontal translation in opposite directions to the using 13th actuators of all types known per se.
  • the actuators 13e are hydraulic cylinders moving the racks 13d in synchronism according to translations in opposite directions.
  • the operation of the actuators 13e is ensured by a control device 13f which ensures that the horizontal translation movement of the racks 13d is synchronized with the vertical downward movement of the mobile extrusion assembly 12.
  • the control device 13f ensures that the rotation of the tool holder 9 is slaved by a helical law, to the vertical downward movement of the system for applying a vertical compression force 2b of the hot or semi-hot forging machine 2.
  • the control device 13f can be done in any appropriate way.
  • the control device 13f comprises an actuator servo system whose displacements are measured by sensors.
  • the mobile extrusion assembly 12 comprises, as movement transformation mechanism 13, a toothed crown 13a cooperating with racks hydraulically moved in opposite directions.
  • the motion transformation mechanism 13 can be made in any other suitable way, such as, for example, by a roller screw servomotor digitally slaved to the position along the vertical axis Z of the plate 9b.
  • the manufacture of the directions of inclination of the helical gear teeth to the right or to the left involves the inversion of the direction of rotation of the tool holder obtained by carrying out the movement in the opposite direction of the actuators 13e of the racks 13d.
  • the equipment 1 is implemented in combination with a hot or half-hot forging machine 2.
  • the base of the punch 4 is fixedly mounted on the base 2a of the hot or half-hot forging machine.
  • -hot 2 and the support assembly 9b of the tool holder 9 is mounted to undergo the application of the vertical compression force of the system 2b of the hot or semi-hot forging machine 2.
  • the method consists in placing the support assembly 9b in the high position waiting for forging and the counter-punch 5 is positioned to occupy an upper position separated from the punch 4 ( Figure 2 ).
  • a semi-finished product 3, previously pre-forged on a vertical press, is placed, in the hot forge or after reheating intended to homogenize its temperature, on the support 4a of the punch 4 to forge a gear toothing 3d on its external face of revolution 3rd.
  • the hydraulic cylinder 6 is controlled to lower the counter-punch 5 vertically in the lower position in order to immobilize the semi-finished product 3 between the punch 4 and the counter-punch 5.
  • the peripheral part 3p of the semi-finished product 3 is disengaged with respect to the punch 4 and against the punch 5 to allow the extrusion of the gear teeth 3d on the outer face of revolution of this peripheral part 3p, by the extrusion tool 10.
  • the extrusion tool 10 surrounds the counter punch 5 while being located above the semi-finished product 3.
  • the application system 2b of a compression force of the hot or semi-hot forging machine 2 is controlled to apply to the tool holder 9, a vertical compression force, movable according to a downward vertical movement.
  • the tool holder 9 is thus moved vertically so that the extrusion tool 10 passes through the semi-finished product 3 externally to produce the gear teeth exclusively by extrusion.
  • the tool holder 9 is maintained in a low post-forging position for which the extrusion tool 10 is located entirely below the support 4a and around the punch 4.
  • the tool holder 9 is maintained in the low post-forging position to enable recovery of the extruded semi-finished product 3.
  • the hydraulic cylinder 6 of the counter punch 5 is controlled to allow the release of the counter punch 5 with respect to the punch 4 ( Figure 4 ).
  • the extruded semi-finished product 3 is removed from the support of the punch 4 through the extraction window 9f then allowing the ascent, using the auxiliary system 11, of the tool holder 9 and the extrusion tool 10, to its high forging standby position to allow the extrusion of another semi-finished product.
  • the extruded semi-finished product is thus recovered through the extraction window 9f, before the tool holder 9 is raised to its high forging standby position.
  • the extruded semi-finished product 3 can be removed from the support of the punch 4 after the raising of the tool holder 9 and the extrusion tool 10, in its high forging standby position.
  • a conventional hot or semi-hot forging machine 2 such as a forging press provided with equipment 1 according to the invention provides the driving force necessary to form the gear teeth of a semi-finished product 3.
  • the shaping of the gear teeth is obtained by straight or helical extrusion at half-hot or hot as described above.
  • the fibering resulting from forging contributes to improving its mechanical strength at the foot of the gear teeth.
  • the choice of the material of the semi-finished product 3 can be freed from the constraints linked to prior methods implementing machining associated with complex heat treatments.
  • high-alloy steel for the semi-finished product 3 makes it possible to harden the teeth without it being necessary to carry out a preliminary treatment to modify the surface physico-chemical properties of the material by enriching the rate of carbon. Materials with a higher carbon content can be used, making it possible to obtain the hardness gradients specified in the specifications.
  • the extruded semi-finished product 3 can be subjected to a surface hardening operation.
  • Surface hardening by induction adapted to the strong hardenability of the material, is an easy process to industrialize, economical and respectful of the environment.
  • the object of the invention makes it possible to obtain a complex extruded semi-finished product 3 provided with gear teeth of precise geometry and capable of being finished by grinding according to the desired level of precision.
  • the semi-finished product 3 is immobilized and fixed.
  • the extrusion tool 10 passes through the semi-finished product 3 completely and without interruption, limiting the contact time to a minimum between the semi-finished product 3 and the extrusion tool. This results in a reduction in the thermal fatigue of the extrusion tooling, promoting its lifespan.
  • the punch 4 and the counter punch 5 avoid the expansion of material along the vertical axis but also by the anti-deformation part or parts, the radial expansion of the material, contributing to the material filling of the gear teeth.
  • the punch 4 and the counter punch 5 offer the advantage of being able to produce gear teeth on a semi-finished product 3 with a central part which may have a complex geometry.

Abstract

Contenu de l'abrégé.L'invention concerne un équipement pour une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud (2) comportant:- un poinçon (4) fixe aménagé pour délimiter un siège de support du semi-produit (3) à forger;- un contre poinçon (5) monté mobile verticalement pour occuper une position inférieure pour laquelle le poinçon et le contre poinçon immobilisent le semi-produit,- un porte-outil (9) supportant un outillage d'extrusion (10) et étant aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application (2b) de la machine de forgeage pour extruder la denture du semi-produit lors du mouvement vertical de descente du système d'application (2b) de la force verticale de compression.Content of the abstract.The invention relates to equipment for a hot or semi-hot forging machine (2) comprising:- a fixed punch (4) arranged to delimit a support seat for the semi-finished product (3) to be forged;- a counter-punch (5) mounted vertically so as to occupy a lower position for which the punch and the counter-punch immobilize the semi-finished product;- a tool holder (9) supporting an extrusion tool (10) and being arranged to receive the vertical compression force from the application system (2b) of the forging machine to extrude the teeth of the semi-finished product during the vertical downward movement of the application system (2b) of the vertical compression force .

Description

Domaine TechniqueTechnical area

La présente invention concerne le domaine technique des équipements de forgeage utilisés pour le forgeage de dentures d'engrenages aménagées sur l'extérieur d'un semi-produit.The present invention relates to the technical field of forging equipment used for forging gear teeth arranged on the outside of a semi-finished product.

L'objet de l'invention concerne un équipement pour machine de forgeage destiné à forger une denture d'engrenage droite ou avantageusement hélicoïdale sur la face extérieure de révolution d'un semi-produit, en appliquant un procédé d'extrusion à mi-chaud ou à chaud.The object of the invention relates to equipment for a forging machine intended to forge a spur or preferably helical gear toothing on the outer face of revolution of a semi-finished product, by applying a mid-hot extrusion process. or hot.

Selon l'invention, un semi-produit est une pièce de type annulaire semi-brute préalablement forgée, dépourvue de denture, réalisée selon diverses variantes de géométrie présentant avantageusement un flasque, associé ou non avec un moyeu central et ou des formes de renfort additionnelles ou d'allégement axisymétriques ou non.According to the invention, a semi-finished product is a pre-forged semi-raw annular-type part, devoid of teeth, produced according to various variants of geometry advantageously having a flange, associated or not with a central hub and or additional forms of reinforcement or axisymmetric relief or not.

Technique antérieurePrior technique

Dans l'art antérieur, les techniques de forgeage à chaud ou à mi-chaud sont utilisées notamment dans la fabrication de roues dentées ou d'engrenages. Ainsi, le brevet EP 0 89 1824 décrit un appareil de forgeage à chaud pour former un engrenage conique ayant des dents d'engrenage inclinées. Cependant, une telle technique ne permet pas la fabrication de pièces telles que des couronnes de transmission.In the prior art, hot or semi-hot forging techniques are used in particular in the manufacture of cogwheels or gears. So the patent EP 0 89 1824 describes a hot forging apparatus for forming a bevel gear having angled gear teeth. However, such a technique does not allow the manufacture of parts such as transmission crowns.

Il est connu également de réaliser des dentures par usinage sur une pièce axisymétrique issue de forgeage sur presse verticale. Les matériaux utilisés pour la pièce doivent présenter une dureté modérée pour permettre l'usinage de la denture. Il s'ensuit que la denture doit être soumise après usinage, à un traitement de durcissement qui nécessite la mise en œuvre de procédés thermochimiques complexes et coûteux.It is also known to produce teeth by machining on an axisymmetric part resulting from forging on a vertical press. The materials used for the part must have a moderate hardness to allow the machining of the teeth. It follows that the toothing must be subjected, after machining, to a hardening treatment which requires the implementation of complex and expensive thermochemical processes.

Le document CN 106914507 décrit une méthode de forgeage à chaud de dentures par extrusion à l'aide d'un équipement de forgeage. Une pièce à forger est au préalable chauffée par induction, puis, par l'application d'une force verticale de presse, la pièce à forger est extrudée à travers un outillage fixe. Une telle méthode de forgeage ne permet pas d'obtenir une denture hélicoïdale.The document CN 106914507 describes a method of hot forging gears by extrusion using forging equipment. A part to be forged is first heated by induction, then, by the application of a vertical press force, the part to be forged is extruded through a fixed tool. Such a forging method does not make it possible to obtain a helical toothing.

Le document KR 101137759 décrit un équipement pour machine de forgeage destiné à extruder des dentures extérieures. Une pièce à forger est amenée dans un outillage d'extrusion à l'aide d'un poinçon exerçant une force verticale sur la pièce. Pendant que la pièce à forger traverse l'outillage d'extrusion, un mandrin cylindrique est engagé dans l'alésage de la pièce pour la maintenir. Ce type d'équipement ne permet pas de réaliser des dentures sur une pièce avec une géométrie centrale complexe dont l'épaisseur est différente de la partie destinée à former la denture.The document KR 101137759 describes equipment for a forging machine intended to extrude external gears. A part to be forged is brought into an extrusion tool using a punch which exerts a vertical force on the part. As the part to be forged passes through the extrusion tooling, a cylindrical mandrel is engaged in the bore of the part to hold it. This type of equipment does not make it possible to produce teeth on a part with a complex central geometry whose thickness is different from the part intended to form the teeth.

Le document US2015/128419 décrit une machine pour la fabrication d'une transmission dotée d'une denture intérieure de type « spline coupling » d'un synchro de boite de vitesses. La denture intérieure permet de réaliser une liaison en rotation avec un arbre cannelé dont l'axe est identique. Cette transmission comporte une denture extérieure avec des facettes d'engagement axial, en face supérieure. Il est à noter qu'une denture « spline coupling » présente des coefficients de saillie et de creux de dents inférieurs à ceux d'une denture d'engrenage. Il s'ensuit que l'obtention d'une denture de type « spline coupling » par forgeage implique un taux de déformation radial modéré. La machine décrite par ce document ne permet pas de réaliser par forgeage des dentures d'engrenages aménagées sur l'extérieur d'un semi-produit.The document US2015/128419 describes a machine for the manufacture of a transmission equipped with an internal toothing of the “spline coupling” type of a synchro gearbox. The internal toothing makes it possible to produce a connection in rotation with a splined shaft whose axis is identical. This transmission comprises an external toothing with facets of axial engagement, on the upper face. It should be noted that a “spline coupling” toothing has coefficients of protrusion and recess of the teeth lower than those of a gear toothing. It follows that obtaining a “spline coupling” type toothing by forging implies a moderate radial deformation rate. The machine described by this document does not make it possible to produce, by forging, gear teeth arranged on the outside of a semi-finished product.

Exposé de l'inventionDisclosure of Invention

La présente invention vise à remédier aux inconvénients des techniques antérieures, en proposant un équipement conçu pour réaliser, à l'aide d'une machine de forgeage, sur diverses géométries de pièces, une denture d'engrenage avec des caractéristiques dimensionnelles suffisamment précises ou permettant sa finition ultérieure par rectification en fonction de la précision recherchée.The present invention aims to remedy the drawbacks of the prior techniques, by proposing equipment designed to produce, using a forging machine, on various geometries of parts, a gear toothing with sufficiently precise dimensional characteristics or allowing its subsequent finish by grinding according to the desired precision.

Pour atteindre, un tel objectif, l'objet de l'invention concerne un équipement pour une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud comportant un système d'application d'une force verticale de compression, mobile selon un mouvement vertical de descente et selon un mouvement vertical de montée entre une position haute d'attente de forgeage et une position basse de post forgeage, l'équipement étant destiné à forger une denture d'engrenage sur une face de révolution extérieure d'une partie périphérique d'un semi-produit présentant une partie centrale supérieure s'étendant à l'opposé d'une partie centrale inférieure, l'équipement comportant :

  • un poinçon inférieur fixe aménagé pour délimiter un support pour la partie centrale inférieure du semi-produit à forger ;
  • un contre poinçon supérieur aménagé pour présenter une partie de serrage pour la partie centrale supérieure du semi-produit, ce contre poinçon étant monté mobile verticalement pour occuper une position inférieure pour laquelle le poinçon et le contre poinçon immobilisent le semi-produit avec sa partie périphérique s'étendant en saillie par rapport au poinçon et au contre poinçon et une position supérieure pour laquelle le contre poinçon est dégagé par rapport au semi-produit pour permettre la mise en place du semi-produit et l'extraction par rapport au poinçon, du semi-produit extrudé ;
  • un porte-outil traversé par le contre poinçon et supportant un outillage d'extrusion se présentant sous la forme d'au moins une bague pourvue à partir de son alésage, de dents d'extrusion aménagées avec un taux de formage variant de manière progressive pour réaliser la denture d'engrenage sur le semi-produit, le porte-outil étant aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application de la machine de forgeage de manière à être déplacé au moins verticalement pour extruder la denture d'engrenage du semi-produit lors du mouvement vertical de descente du système d'application de la force verticale de compression entre la position haute d'attente de forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion est situé au-dessus du support et la position basse de post forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion est situé entièrement au-dessous du support et autour du poinçon.
To achieve such an objective, the object of the invention relates to equipment for a hot or semi-hot forging machine comprising a system for applying a vertical compressive force, movable according to a vertical downward movement and according to a vertical upward movement between a high forging waiting position and a low post-forging position, the equipment being intended to forge a gear toothing on an outer face of revolution of a peripheral part of a semi-finished product having an upper central part extending opposite a lower central part, the equipment comprising:
  • a fixed lower punch arranged to delimit a support for the lower central part of the semi-finished product to be forged;
  • an upper counter-punch arranged to present a clamping part for the upper central part of the semi-finished product, this counter-punch being vertically movable to occupy a lower position for which the punch and the counter-punch immobilize the semi-finished product with its peripheral part projecting with respect to the punch and the counter-punch and an upper position for which the counter-punch is disengaged with respect to the semi-product to allow the establishment of the semi-product and the extraction with respect to the punch, of the extruded semi-finished product;
  • a tool holder through which the counter punch passes and supporting an extrusion tool in the form of at least one ring provided, starting from its bore, with extrusion teeth arranged with a forming rate varying progressively to producing the gear teeth on the semi-finished product, the tool holder being arranged to receive the vertical compression force of the application system of the forging machine so as to be moved at least vertically to extrude the gear teeth of the semi-finished product during the vertical downward movement of the system for applying the vertical compressive force between the high forging standby position for which the extrusion tool is located above the support and the low position of post forging where the extrusion tooling is located entirely below the support and around the punch.

Un autre objet de l'invention est de proposer un équipement d'extrusion destiné à forger une denture d'engrenage hélicoïdale sur un semi-produit. Selon cette application préférée, le porte-outil fait partie d'un équipage mobile d'extrusion comportant un mécanisme de transformation du mouvement vertical de descente du système d'application d'une force verticale de compression entre la position haute d'attente de forgeage et la position basse de post forgeage, en un mouvement de rotation qui est fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale du semi-produit.Another object of the invention is to provide extrusion equipment for forging helical gear teeth on a semi-finished product. According to this preferred application, the tool holder is part of a mobile extrusion unit comprising a mechanism for transforming the vertical movement of descent of the system for applying a vertical compressive force between the high forging standby position and the low post forging position, in a rotational movement which is a function of the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product.

Selon un exemple avantageux de réalisation, l'équipage mobile d'extrusion comporte en tant que mécanisme de transformation :

  • ∗ une couronne dentée montée solidaire du porte-outil et guidée en rotation selon un axe vertical par rapport à un ensemble d'appui aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application de la machine de forgeage, cette couronne dentée coopérant de façon diamétralement opposée avec des crémaillères ;
  • ∗ des actionneurs pour déplacer les crémaillères en translation horizontale selon des sens opposés ;
  • ∗ un dispositif de commande des actionneurs de manière que le mouvement de translation horizontale des crémaillères soit synchronisé au mouvement vertical de descente de l'équipage mobile d'extrusion.
According to an advantageous exemplary embodiment, the movable extrusion assembly comprises as transformation mechanism:
  • ∗ a ring gear mounted integral with the tool holder and guided in rotation along a vertical axis relative to a support assembly arranged to receive the vertical compression force of the application system of the forging machine, this ring gear cooperating in diametrically opposed way with racks;
  • ∗ actuators to move the racks in horizontal translation in opposite directions;
  • ∗ an actuator control device so that the horizontal translation movement of the racks is synchronized with the vertical downward movement of the moving extrusion assembly.

Selon un premier mode de réalisation, l'outillage d'extrusion se présente sous la forme d'une bague dont les dents d'extrusion définissent un taux de formage variant de manière continue et de façon non linéaire.According to a first embodiment, the extrusion tool is in the form of a ring, the extrusion teeth of which define a forming rate which varies continuously and non-linearly.

Selon un deuxième mode de réalisation, l'outillage d'extrusion comporte plusieurs bagues solidaires définissant un taux de formage variant de manière incrémentale d'une bague à l'autre.According to a second embodiment, the extrusion tool comprises several integral rings defining a forming rate varying incrementally from one ring to another.

Par exemple, le porte-outil comporte une fenêtre d'extraction aménagée de manière qu'en position basse de post forgeage, la fenêtre d'extraction soit tournée pour permettre une mise en place du semi-produit et une extraction du semi-produit extrudé.For example, the tool holder comprises an extraction window arranged so that in the low post-forging position, the extraction window is turned to allow placement of the semi-finished product and extraction of the extruded semi-finished product. .

Selon une caractéristique de l'invention, le support du poinçon et la partie de serrage du contre poinçon comportent des parties d'anti-déformation présentant des géométries complémentaires respectivement avec la partie centrale inférieure et la partie centrale supérieure du demi-produit pour coopérer avec la totalité de la partie centrale présentée par le semi-produit.According to one characteristic of the invention, the support of the punch and the clamping part of the counter-punch comprise anti-deformation parts having complementary geometries respectively with the lower central part and the upper central part of the semi-finished product to cooperate with the entire central part presented by the semi-finished product.

Selon des exemples de mise en œuvre, le poinçon et le contre poinçon comportent des parties d'anti-déformation coopérant avec la totalité de la partie centrale du semi-produit comportant une couronne seule ou associée avec un flasque et/ou un moyeu et/ou des formes additionnelles.According to examples of implementation, the punch and the counter-punch comprise anti-deformation parts cooperating with the entire central part of the semi-finished product comprising a crown alone or associated with a flange and/or a hub and/ or additional forms.

Par exemple, le dispositif de commande comporte un système d'asservissement d'actionneurs dont les déplacements sont mesurés par des capteurs.For example, the control device includes an actuator servo system whose displacements are measured by sensors.

Un autre objet de l'invention est de proposer une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud comportant un équipement conforme à l'invention.Another object of the invention is to provide a hot or semi-hot forging machine comprising equipment in accordance with the invention.

Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un semi-produit à l'aide d'une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud.Another object of the invention is to provide a method for manufacturing a semi-finished product using a hot or semi-hot forging machine.

Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention concerne un procédé de forgeage de la denture d'engrenage d'un semi-produit à l'aide d'une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud comportant un système d'application d'une force verticale de compression sur un porte-outil comportant un outillage d'extrusion se présentant sous la forme d'au moins une bague pourvue à partir de son alésage, de dents d'extrusion aménagées pour réaliser la denture d'engrenage sur la face de révolution extérieure du semi-produit , le procédé consistant dans une phase d'extrusion à :

  • placer le porte-outil en position haute d'attente de forgeage ;
  • placer le semi-produit par sa partie centrale inférieure, sur le support d'un poinçon fixe inférieur ;
  • abaisser verticalement un contre poinçon en position inférieure afin d'immobiliser le semi-produit par sa partie centrale inférieure et sa partie centrale supérieure, entre le poinçon et le contre poinçon ;
  • activer la descente verticale du système d'application d'une force de compression pour déplacer le porte-outil afin que l'outillage d'extrusion traverse extérieurement le semi-produit pour réaliser la denture d'engrenage exclusivement par extrusion ;
  • maintenir le porte-outil dans une position basse de post forgeage dans laquelle l'outillage d'extrusion est situé entièrement au-dessous du support et autour du poinçon pour, après la remontée du contre poinçon à sa position supérieure permettant de libérer le semi-produit extrudé, récupérer le semi-produit extrudé
  • remonter le porte-outil à sa position haute d'attente de forgeage.
To achieve such an objective, the object of the invention relates to a method for forging the gear teeth of a semi-finished product using a hot or semi-hot forging machine comprising a system application of a vertical compressive force on a tool holder comprising an extrusion tool in the form of at least one ring provided, from its bore, with extrusion teeth arranged to produce the toothing of gear on the face of external revolution of the semi-finished product, the process consisting in an extrusion phase in:
  • place the tool holder in the high forging standby position;
  • placing the semi-finished product by its lower central part, on the support of a lower fixed punch;
  • vertically lowering a counter punch in the lower position in order to immobilize the semi-finished product by its lower central part and its upper central part, between the punch and the counter punch;
  • activating the vertical descent of the system for applying a compression force to move the tool holder so that the extrusion tool passes through the semi-finished product externally to produce the gear teeth exclusively by extrusion;
  • maintain the tool holder in a low post-forging position in which the extrusion tool is located entirely below the support and around the punch for, after the rise of the counter punch to its upper position allowing the release of the semi- extruded product, recover the extruded semi-finished product
  • raise the tool holder to its high forging standby position.

Selon une caractéristique de mise en œuvre, le semi-produit extrudé est récupéré à travers une fenêtre d'extraction aménagée dans le porte-outil, avant la remontée du porte-outil à sa position haute d'attente de forgeage.According to one implementation characteristic, the extruded semi-finished product is recovered through an extraction window arranged in the tool holder, before the tool holder is raised to its high forging standby position.

Pour forger une denture d'engrenage hélicoïdale, le procédé consiste à assurer la rotation du porte-outil par rapport à un ensemble d'appui sur lequel est appliquée la force de compression du système d'application, cette rotation étant synchronisée au mouvement vertical de descente du porte-outil, en fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale du semi-produit.To forge a helical gear toothing, the method consists in ensuring the rotation of the tool holder relative to a support assembly on which the compression force of the application system is applied, this rotation being synchronized with the vertical movement of descent of the tool holder, depending on the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product.

Avantageusement, l'extrusion de la denture d'engrenage est réalisée avec une progression du taux de formage variant de façon incrémentale ou continue.Advantageously, the extrusion of the gear teeth is carried out with a progression of the forming rate varying incrementally or continuously.

Typiquement, après la phase d'extrusion, le semi-produit extrudé est soumis à une opération de trempe superficielle.Typically, after the extrusion phase, the extruded semi-finished product is subjected to a surface hardening operation.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

  • [Fig. 1]La Figure 1 est une vue en perspective illustrant de manière schématique, un premier mode de réalisation d'un équipement conforme à l'invention pour une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud.[ Fig. 1 ]The Figure 1 is a perspective view schematically illustrating a first embodiment of equipment according to the invention for a hot or semi-hot forging machine.
  • [Fig. 2]La Figure 2 est une vue en coupe élévation de l'équipement illustré à la Figure 1, en position haute d'attente de forgeage.[ Fig. 2 ]The Figure 2 is an elevation sectional view of the equipment shown in Figure 1 , in the high forging standby position.
  • [Fig. 2A]La Figure 2A est une vue du détail IIA de l'équipement illustré à la Figure 2.[ Fig. 2A ]The Figure 2A is a view of the IIA detail of the equipment shown in Figure 2 .
  • [Fig. 3]La Figure 3 est une vue en coupe élévation analogue à la Figure 1, en position haute d'attente de forgeage, avec un semi-produit à forger en position immobilisée.[ Fig. 3 ]The Figure 3 is an elevation sectional view analogous to the Figure 1 , in the high forging waiting position, with a semi-finished product to be forged in the immobilized position.
  • [Fig. 4]La Figure 4 est une vue en coupe élévation de l'équipement illustré sur les Figures précédentes, en position basse de post-forgeage.[ Fig. 4 ]The Figure 4 is an elevation sectional view of the equipment illustrated in the preceding Figures, in the low post-forging position.
  • [Fig. 5A]La Figure 5A est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un semi-produit sous la forme d'une bague pourvue d'un flasque et destinée à être pourvue d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure.[ Fig. 5A ]The Figure 5A is a perspective view of an exemplary embodiment of a semi-finished product in the form of a ring provided with a flange and intended to be provided with helical gear teeth on its outer face of revolution.
  • [Fig. 5B]La Figure 5B est une vue du semi-produit illustré à la Figure 5A, mais après extrusion, montrant le semi-produit extrudé pourvu d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure, obtenue par l'équipement illustré aux Figures 1 à 4.[ Fig. 5B ]The Figure 5B is a view of the semi-finished product shown in Figure 5A , but after extrusion, showing the extruded semi-finished product provided with a helical gear toothing on its face of external revolution, obtained by the equipment illustrated in Figures 1 to 4 .
  • [Fig. 5C]La Figure 5C est une vue en coupe transversale du semi-produit extrudé illustré à la Figure 5B.[ Fig. 5C ]The Figure 5C is a cross-sectional view of the extruded semi-finished product shown in Figure 5B .
  • [Fig. 6]La Figure 6 est une vue en coupe élévation illustrant un deuxième mode de réalisation d'un équipement conforme à l'invention pour une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud.[ Fig. 6 ]The Figure 6 is an elevational sectional view illustrating a second embodiment of equipment in accordance with the invention for a hot or semi-hot forging machine.
  • [Fig. 7A]La Figure 7A est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un semi-produit sous la forme d'une bague destinée à être pourvue d'une denture d'engrenage droite sur sa face de révolution extérieure.[ Fig. 7A ]The Figure 7A is a perspective view of an exemplary embodiment of a semi-finished product in the form of a ring intended to be provided with a spur gear toothing on its face of external revolution.
  • [Fig. 7B]La Figure 7B est une vue du semi-produit illustré à la Figure 7A mais après extrusion et montrant le semi-produit extrudé pourvu d'une denture d'engrenage droite sur sa face de révolution extérieure, obtenue par l'équipement illustré à la Figure 6.[ Fig. 7B ]The Figure 7B is a view of the semi-finished product shown in Figure 7A but after extrusion and showing the extruded semi-finished product provided with a spur gear toothing on its face of external revolution, obtained by the equipment illustrated in Figure 6 .
  • [Fig. 7C]La Figure 7C est une vue en coupe transversale du semi-produit extrudé illustré à la Figure 7B.[ Fig. 7C ]The Figure 7C is a cross-sectional view of the extruded semi-finished product shown in Figure 7B .
  • [Fig. 8]La Figure 8 est une vue en perspective d'un premier exemple de réalisation d'un outillage d'extrusion comportant plusieurs bagues solidarisées entre elles.[ Fig. 8 ]The Figure 8 is a perspective view of a first embodiment of an extrusion tool comprising several rings secured together.
  • [Fig. 9]La Figure 9 est une vue en perspective d'un deuxième exemple de réalisation d'un outillage d'extrusion se présentant sous la forme d'une bague unique.[ Fig. 9 ]The Figure 9 is a perspective view of a second embodiment of an extrusion tool in the form of a single ring.
  • [Fig. 10A]La Figure 10A est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un semi-produit sous la forme d'une bague pourvue d'un flasque et d'un moyeu, destinée à être pourvue d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure.[ Fig. 10A ]The Figure 10A is a perspective view of an exemplary embodiment of a semi-finished product in the form of a ring provided with a flange and a hub, intended to be provided with helical gear teeth on its face of external revolution.
  • [Fig. 10B]La Figure 10B est une vue du semi-produit illustré à la Figure 10A mais après extrusion et montrant le semi-produit extrudé pourvu d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure, obtenue par l'équipement illustré aux Figures 1 à 4.[ Fig. 10B ]The Figure 10B is a view of the semi-finished product shown in Figure 10A but after extrusion and showing the extruded semi-finished product provided with a helical gear toothing on its face of external revolution, obtained by the equipment illustrated in Figures 1 to 4 .
  • [Fig. 10C]La Figure 10C est une vue en coupe transversale du semi-produit extrudé illustré à la Figure 10B.[ Fig. 10C ]The Figure 10C is a cross-sectional view of the extruded semi-finished product shown in Figure 10B .
  • [Fig. 11A]La Figure 11A est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un semi-produit sous la forme d'une bague pourvue d'un flasque, d'un moyeu et de formes additionnelles, destinée à être pourvue d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure.[ Fig. 11A ]The Figure 11A is a perspective view of an exemplary embodiment of a semi-finished product in the form of a ring provided with a flange, a hub and additional shapes, intended to be provided with gear teeth helical on its face of external revolution.
  • [Fig. 11B]La Figure 11B est une vue du semi-produit illustré à la Figure 11A mais après extrusion et montrant le semi-produit extrudé pourvu d'une denture d'engrenage hélicoïdale sur sa face de révolution extérieure, obtenue par l'équipement illustré aux Figures 1 à 4.[ Fig. 11B ]The Figure 11B is a view of the semi-finished product shown in Figure 11A but after extrusion and showing the extruded semi-finished product provided with a helical gear toothing on its face of external revolution, obtained by the equipment illustrated in Figures 1 to 4 .
  • [Fig. 11C] La Figure 11C est une vue en coupe transversale du semi-produit extrudé illustré à la Figure 11B.[ Fig. 11C ] The Figure 11C is a cross-sectional view of the extruded semi-finished product shown in Figure 11B .
Description des modes de réalisationDescription of embodiments

Les Figures 1 à 3 illustrent un exemple de réalisation d'un équipement 1 conforme à l'invention, adapté pour être mis en œuvre avec une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 de tous types connus telle qu'une presse mécanique ou hydraulique. La machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 n'est pas représentée en détail sur les dessins car elle est bien connue de l'homme du métier. De manière classique, la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 comporte en particulier, une base 2a et un système d'application 2b d'une force verticale de compression adaptée pour forger une denture 3d extérieure d'engrenage sur un semi-produit 3 au sens général. Ce système d'application 2b d'une force verticale de compression qui comporte classiquement, un coulisseau, est mobile selon un mouvement vertical de descente parallèle à l'axe vertical Z, entre une position haute d'attente de forgeage (Figures 2, 3) et une position basse de post forgeage (Figure 4). Ce système d'application 2b d'une force verticale de compression est également mobile selon un mouvement vertical de montée parallèle à l'axe vertical Z, entre une position basse de post forgeage et une position haute d'attente de forgeage pour permettre le retour à une position pour forger un nouveau semi-produit 3. De manière classique, lorsque le système d'application 2b d'une force verticale de compression est arrivé en position basse, il remonte sans interruption de cycle à sa position haute.The Figures 1 to 3 illustrate an exemplary embodiment of equipment 1 in accordance with the invention, adapted to be implemented with a machine of hot or semi-hot forging 2 of all known types such as a mechanical or hydraulic press. The hot or semi-hot forging machine 2 is not shown in detail in the drawings because it is well known to those skilled in the art. Conventionally, the hot or semi-hot forging machine 2 comprises in particular a base 2a and a system 2b for applying a vertical compressive force suitable for forging a 3d external gear toothing on a semi -product 3 in the general sense. This application system 2b of a vertical compressive force which conventionally comprises a slider, is movable according to a vertical downward movement parallel to the vertical axis Z, between a high forging waiting position ( Figure 2 , 3 ) and a low post-forging position ( Figure 4 ). This application system 2b of a vertical compressive force is also movable according to a vertical upward movement parallel to the vertical axis Z, between a low post-forging position and a high forging standby position to allow the return to a position to forge a new semi-finished product 3. Conventionally, when the system 2b for applying a vertical compressive force has arrived in the low position, it goes back without cycle interruption to its high position.

Tel qu'illustré sur les dessins, l'équipement 1 conforme à l'invention est destiné à forger une denture 3d d'engrenage sur un semi-produit 3 d'axe de symétrie 3b. Au sens de l'invention, un semi-produit 3 est une pièce semi-brute préalablement forgée, dépourvue de denture et de type annulaire c'est-à-dire présentant un alésage 3a traversant (Figures 5A, 7A, 10A et 11A). Un semi-produit 3 comporte au moins une couronne 3c présentant une partie périphérique 3p de révolution délimitée par une face de révolution extérieure 3e sur laquelle est forgée une denture d'engrenage 3d avec l'équipement conforme à l'invention. Dans la suite de la description, lorsqu'une denture d'engrenage est forgée sur le semi-produit 3, on désignera ce semi-produit, par semi-produit 3 extrudé.As illustrated in the drawings, the equipment 1 in accordance with the invention is intended to forge a gear toothing 3d on a semi-finished product 3 with an axis of symmetry 3b. Within the meaning of the invention, a semi-finished product 3 is a semi-raw part forged beforehand, devoid of teeth and of the annular type, that is to say having a through bore 3a ( Fig. 5A , 7A , 10A and 11A ). A semi-finished product 3 comprises at least one crown 3c having a peripheral part 3p of revolution delimited by an external face of revolution 3e on which is forged a gear toothing 3d with the equipment according to the invention. In the rest of the description, when a gear toothing is forged on the semi-finished product 3, this semi-finished product will be designated by extruded semi-finished product 3.

Ce semi-produit 3 comporte en dehors de la partie périphérique 3p dans laquelle la denture d'engrenage 3d est extrudée, une partie centrale pouvant présenter diverses variantes de géométries ou de configurations. Ainsi, la partie centrale du semi-produit peut comporter une couronne seule 3c comme illustré à la Figure 7A. Avantageusement, la partie centrale du semi-produit 3 comporte également une toile ou flasque 3t dont l'épaisseur est différente de la partie périphérique 3p destinée à former la denture d'engrenage (Figure 5A). La partie centrale du semi-produit 3 peut comporter un flasque 3t associé ou non avec un moyeu central 3m (Figure 10A) et/ou des formes additionnelles 3r de renfort ou d'allégement axisymétriques ou non (Figure 11A). Par convention, le semi-produit 3 présente une partie centrale supérieure correspondant à la partie centrale du semi-produit 3 s'ouvrant à partir du dessus du semi-produit 3 et une partie centrale inférieure correspondant à la partie centrale s'ouvrant à partir du dessous du semi-produit 3. La partie centrale inférieure et respectivement la partie centrale supérieure du semi-produit 3 comprend ainsi des surfaces s'étendant parallèlement et perpendiculairement à l'axe de symétrie 3b.This semi-finished product 3 comprises, apart from the peripheral part 3p in which the gear teeth 3d are extruded, a central part which can present various variants of geometries or configurations. Thus, the central part of the semi-finished product may comprise a single crown 3c as illustrated in Figure 7A . Advantageously, the central part of the semi-finished product 3 also comprises a web or flange 3t whose thickness is different from the peripheral part 3p intended to form the gear teeth ( Figure 5A ). The central part of the semi-finished product 3 may comprise a flange 3t associated or not with a central hub 3m ( Figure 10A ) and/or additional shapes 3r of reinforcement or lightening, axisymmetric or not ( Figure 11A ). By convention, the semi-finished product 3 has an upper central part corresponding to the central part of the semi-finished product 3 opening from the top of the semi-finished product 3 and a lower central part corresponding to the central part opening from from below the semi-finished product 3. The lower central part and respectively the upper central part of the semi-finished product 3 thus comprises surfaces extending parallel and perpendicular to the axis of symmetry 3b.

Les Figures 5A-5C, 7A-7C, 10A-10C et 11A-11C donnent à titre d'exemples non limitatifs diverses variantes de géométries ou de configurations de la partie centrale du semi-produit 3. Selon ces exemples, le semi produit 3 comporte au moins une couronne 3c délimitée d'un côté, par une face supérieure 3s et du côté opposé, par une face inférieure 3i. Cette couronne 3c comporte une partie annulaire jointive à une partie périphérique 3p de révolution délimitée par une face de révolution extérieure 3e sur laquelle est réalisée la denture d'engrenage 3d et s'étendant d'une face inférieure 3i à une face supérieure 3s.The Figures 5A-5C , 7A-7C , 10A-10C and 11A-11C give by way of non-limiting examples various variants of geometries or configurations of the central part of the semi-finished product 3. According to these examples, the semi-finished product 3 comprises at least one ring 3c delimited on one side by an upper face 3s and on the opposite side, by a lower face 3i. This crown 3c comprises an annular part adjoining a peripheral part 3p of revolution delimited by an external face of revolution 3e on which the gear teeth 3d are made and extending from a lower face 3i to an upper face 3s.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux Figures 7A à 7C qui illustre un semi-produit de type bague, la partie centrale du semi-produit comporte seulement une couronne 3c de sorte que l'alésage 3a s'étend de la face inférieure 3i à la face supérieure 3s. La partie centrale inférieure du semi-produit 3 comprend ainsi la face inférieure 3i de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a tandis que la partie centrale supérieure du semi-produit 3 comprend la face supérieure 3s de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a, en considérant que cette partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale supérieure du semi-produit 3 est complémentaire de la partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale inférieure du semi-produit 3.In the exemplary embodiment illustrated in Figures 7A to 7C which illustrates a semi-finished product of the ring type, the central part of the semi-finished product comprises only a crown 3c so that the bore 3a extends from the lower face 3i to the upper face 3s. The lower central part of the semi-finished product 3 thus comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p as well as possibly part or all of the internal bore 3a while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p as well as possibly part or all of the internal bore 3a, in whereas this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the lower central part of the semi-finished product 3.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux Figures 5A à 5C, le semi-produit 3 comporte également une toile 3t c'est-à-dire un flasque présentant une épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur de la couronne 3c du semi-produit 3. Ce flasque 3t est aménagé dans l'exemple illustré, entre les faces supérieure 3s et inférieure 3i de sorte que l'alésage intérieur 3a se décompose en trois parties, à savoir un alésage supérieur délimité entre la face supérieure 3s du semi-produit 3 et la face supérieure du flasque, un alésage intermédiaire délimité entre les faces supérieure et inférieure du flasque 3t et un alésage inférieur entre la face inférieure du flasque 3t et la face inférieure 3i du semi-produit.In the exemplary embodiment illustrated in Figures 5A to 5C , the semi-finished product 3 also comprises a web 3t, that is to say a flange having a reduced thickness compared to the thickness of the ring 3c of the semi-finished product 3. This flange 3t is arranged in the example illustrated , between the upper 3s and lower 3i faces so that the inner bore 3a is divided into three parts, namely an upper bore delimited between the upper face 3s of the semi-finished product 3 and the upper face of the flange, an intermediate bore delimited between the upper and lower faces of the flange 3t and a lower bore between the lower face of the flange 3t and the lower face 3i of the semi-finished product.

Selon cet exemple de réalisation, la partie centrale inférieure du semi-produit 3 comprend ainsi la face inférieure 3i de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'alésage inférieur ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intermédiaire tandis que la partie centrale supérieure du semi-produit 3 comprend la face supérieure 3s de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'alésage supérieur ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intermédiaire, en considérant que cette partie de l'alésage intermédiaire de la partie centrale supérieure du semi-produit 3 est complémentaire de la partie de l'alésage intermédiaire de la partie centrale inférieure du semi-produit 3.According to this embodiment, the lower central part of the semi-finished product 3 thus comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower bore as well as possibly part or all of the intermediate bore while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper bore as well as possibly part or all of the bore intermediate, considering that this part of the intermediate bore of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the intermediate bore of the lower central part of the semi-finished product 3.

Typiquement, un tel semi-produit 3 comportant une bague dotée d'un flasque peut constituer une couronne de pont d'un véhicule automobile.Typically, such a semi-finished product 3 comprising a ring provided with a flange can constitute a crown wheel of a motor vehicle.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux Figures 10A à 10C, la partie centrale du semi-produit 3 comporte une couronne 3c et un flasque 3t associé avec un moyeu central 3m délimitant l'alésage intérieur 3a. La partie centrale du semi-produit 3 c présente une empreinte supérieure 3es de forme annulaire délimitée entre les rebords du moyeu central 3m et de la couronne 3c ainsi qu'une empreinte inférieure 3ei de forme annulaire délimitée entre les rebords du moyeu central 3m et de la couronne 3c. Selon cet exemple de réalisation, la partie centrale inférieure du semi-produit 3 comprend la face inférieure 3i de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'empreinte inférieure 3ei ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a tandis que la partie centrale supérieure du semi-produit 3 comprend la face supérieure 3s de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'empreinte supérieure 3es ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a, en considérant que cette partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale supérieure du semi-produit 3 est complémentaire de la partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale inférieure du semi-produit 3.In the exemplary embodiment illustrated in Figures 10A to 10C , the central part of the semi-finished product 3 comprises a crown 3c and a flange 3t associated with a central hub 3m delimiting the inner bore 3a. The central part of the semi-finished product 3c has an upper impression 3es of annular shape delimited between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c as well as a lower impression 3ei of annular shape delimited between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c. According to this embodiment, the part lower center of the semi-finished product 3 comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower cavity 3ei as well as possibly part or all of the internal bore 3a while the part upper center of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper cavity 3es as well as possibly part or all of the internal bore 3a, considering that this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the lower central part of the semi-finished product 3.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux Figures 11A à 11C, la partie centrale du semi-produit 3 comporte une couronne 3c, un flasque 3t associé avec un moyeu central 3m délimitant l'alésage intérieur 3a ainsi que des formes additionnelles 3r de renfort axisymétriques. Bien entendu, ces formes additionnelles pourraient être non axisymétriques ou comporter des formes d'allégement axisymétriques ou non. Dans l'exemple illustré, la partie centrale du semi-produit 3 comporte des formes additionnelles 3r de renfort réalisées sous la forme de bras de liaison aménagés entre les rebords du moyeu central 3m et de la couronne 3c. Bien entendu, la partie centrale du semi-produit 3 peut comporter des formes additionnelles 3r avec diverses autres géométries. Selon cet exemple de réalisation, la partie centrale inférieure du semi-produit 3 comprend la face inférieure 3i de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'empreinte inférieure 3ei, les formes additionnelles 3r ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a tandis que la partie centrale supérieure du semi-produit 3 comprend la face supérieure 3s de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p, l'empreinte supérieure 3es, les formes additionnelles 3r ainsi qu'éventuellement une partie ou la totalité de l'alésage intérieur 3a, en considérant que cette partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale supérieure du semi-produit 3 est complémentaire de la partie de l'alésage intérieur 3a de la partie centrale inférieure du semi-produit 3.In the exemplary embodiment illustrated in Figures 11A to 11C , the central part of the semi-finished product 3 comprises a crown 3c, a flange 3t associated with a central hub 3m delimiting the inner bore 3a as well as additional forms 3r of axisymmetric reinforcement. Of course, these additional shapes could be non-axisymmetric or include axisymmetric or non-axisymmetric shapes of relief. In the example illustrated, the central part of the semi-finished product 3 comprises additional forms 3r of reinforcement made in the form of connecting arms arranged between the edges of the central hub 3m and of the crown 3c. Of course, the central part of the semi-finished product 3 can include additional shapes 3r with various other geometries. According to this embodiment, the lower central part of the semi-finished product 3 comprises the lower face 3i of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the lower cavity 3ei, the additional shapes 3r as well as possibly a part or the entire internal bore 3a while the upper central part of the semi-finished product 3 comprises the upper face 3s of the crown 3c with the exception of the peripheral part 3p, the upper cavity 3es, the additional shapes 3r as well that possibly part or all of the inner bore 3a, considering that this part of the inner bore 3a of the upper central part of the semi-finished product 3 is complementary to the part of the inner bore 3a of the part lower center of the semi-finished product 3.

Tel qu'illustré par les Figures, l'équipement 1 comporte un poinçon 4 inférieur fixe, immobilisé de façon appropriée sur la base 2a de l'équipement, montée solidaire de la table de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2. Le poinçon 4 est aménagé pour délimiter un support 4a de mise en position du semi-produit 3 à forger. L'équipement 1 comporte également un contre poinçon 5 dit supérieur par rapport au poinçon 4 inférieur. Le contre poinçon 5 est monté mobile verticalement selon l'axe vertical Z pour occuper soit une position inférieure pour laquelle le poinçon 4 et le contre poinçon 5 immobilisent en enserrant le semi-produit 3, soit une position supérieure pour laquelle le contre poinçon 5 est dégagé par rapport au semi-produit 3 pour permettre la mise en place du semi-produit 3 et l'extraction par rapport au poinçon 4, du semi-produit 3 extrudé.As illustrated by the Figures, the equipment 1 comprises a fixed lower punch 4, immobilized in an appropriate manner on the base 2a of the equipment, mounted secured to the table of the hot or semi-hot forging machine 2. The punch 4 is arranged to delimit a support 4a for positioning the semi-finished product 3 to be forged. The equipment 1 also comprises a counter punch 5 said to be upper with respect to the lower punch 4. The counter punch 5 is vertically mounted along the vertical axis Z to occupy either a lower position for which the punch 4 and the counter punch 5 immobilize by enclosing the semi-finished product 3, or an upper position for which the counter punch 5 is released relative to the semi-finished product 3 to allow the establishment of the semi-finished product 3 and the extraction relative to the punch 4, of the extruded semi-finished product 3.

Le contre poinçon 5 est déplacé verticalement en rapprochement-écartement par rapport au poinçon 4 de toute manière appropriée. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les dessins, le contre poinçon 5 est monté solidaire de la tige 6a d'un vérin hydraulique 6 dont le corps 6b est fixé sur un bâti 7 supporté par exemple, par la table 2a de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2. Le vérin hydraulique 6 est piloté par un circuit de commande non représenté permettant de déplacer verticalement le contre poinçon 5 pour occuper soit la position inférieure d'immobilisation du semi-produit 3 soit la position supérieure de dégagement pour la mise en place du semi-produit 3 ou le retrait du semi-produit 3 extrudé.Against the punch 5 is moved vertically towards and away from the punch 4 in any appropriate manner. In the exemplary embodiment illustrated in the drawings, the counter punch 5 is mounted integral with the rod 6a of a hydraulic jack 6 whose body 6b is fixed to a frame 7 supported for example by the table 2a of the cutting machine. hot or semi-hot forging 2. The hydraulic cylinder 6 is driven by a control circuit, not shown, allowing the counter-punch 5 to be moved vertically to occupy either the lower immobilization position of the semi-finished product 3 or the upper position of clearance for the placement of the semi-finished product 3 or the removal of the extruded semi-finished product 3.

Il est à noter que le poinçon 4 et le contre poinçon 5 immobilisent le semi-produit 3 de manière que la partie périphérique 3p de la couronne devant recevoir la denture d'engrenage 3d s'étend en saillie par rapport au poinçon 4 et au contre poinçon 5. En d'autres termes, la partie périphérique 3p de la couronne devant recevoir la denture d'engrenage 3d déborde radialement selon la direction perpendiculaire à l'axe vertical Z, par rapport au poinçon 4 et au contre poinçon 5 pour permettre l'opération d'extrusion comme cela sera expliqué dans la suite de la description.It should be noted that the punch 4 and the counter-punch 5 immobilize the semi-finished product 3 so that the peripheral part 3p of the crown to receive the gear teeth 3d extends projecting with respect to the punch 4 and against punch 5. In other words, the peripheral part 3p of the ring to receive the gear teeth 3d projects radially in the direction perpendicular to the vertical axis Z, with respect to the punch 4 and against the punch 5 to allow the extrusion operation as will be explained later in the description.

Il est à considérer que le support 4a du poinçon 4 est aménagé pour présenter une empreinte complémentaire à la partie centrale inférieure du semi-produit 3 pour supporter le semi-produit 3. Comme expliqué ci-dessus, la partie centrale inférieure du semi-produit peut prendre diverses géométries comme illustré par exemple, sur les Figures 5A-5C, 7A-7C, 10A-10C et 11A-11C.It should be considered that the support 4a of the punch 4 is arranged to present a complementary imprint to the lower central part of the semi-finished product 3 to support the semi-finished product 3. As explained above, the part lower center of the semi-finished product can take various geometries as illustrated for example, on the Figures 5A-5C , 7A-7C , 10A-10C and 11A-11C .

De manière analogue, le contre poinçon 5 est aménagé d'une empreinte complémentaire à la partie centrale supérieure du semi-produit 3 pour former une partie de serrage 5s du semi-produit. Il s'ensuit que le semi-produit 3 est immobilisé en étant serré à l'aide du poinçon 4 et du contre poinçon 5, agissant sur la partie centrale inférieure et la partie centrale supérieure à l'exception ainsi de la partie périphérique 3p du semi-produit 3 dans laquelle la denture d'engrenage 3d est réalisée.Similarly, the punch against 5 is provided with a complementary imprint to the upper central part of the semi-finished product 3 to form a clamping part 5s of the semi-finished product. It follows that the semi-finished product 3 is immobilized by being clamped using the punch 4 and the counter-punch 5, acting on the lower central part and the upper central part with the exception thus of the peripheral part 3p of the semi-finished product 3 in which the 3d gear teeth are made.

La Figure 2A illustre de manière plus précise un exemple de réalisation du support 4a du poinçon 4 et de la partie de serrage 5s du contre poinçon 5. Le poinçon 4 est réalisé par un cylindre aménagé à son extrémité supérieure pour présenter un support 4a pour le semi-produit 3. Le support 4a du poinçon est pourvu en retrait de sa face transversale, d'un épaulement de type axisymétrique 4e sur lequel est en appui la face inférieure 3i du semi-produit 3 et plus précisément la face inférieure 3i de la couronne 3c à l'exception de la partie périphérique 3p. L'épaulement 4e délimite jusqu'à l'extrémité du poinçon, un tronçon cylindrique d'extrémité 4b présentant une face transversale d'extrémité 4d sur laquelle vient en appui la face inférieure du flasque 3t lorsque le semi-produit est équipé d'un tel flasque 3t.The Figure 2A illustrates more precisely an embodiment of the support 4a of the punch 4 and of the clamping part 5s of the counter punch 5. The punch 4 is made by a cylinder arranged at its upper end to present a support 4a for the semi-finished product 3. The support 4a of the punch is provided set back from its transverse face, with a shoulder of the fourth axisymmetric type on which the lower face 3i of the semi-finished product 3 and more precisely the lower face 3i of the ring 3c to except for the peripheral part 3p. The 4th shoulder delimits, up to the end of the punch, a cylindrical end section 4b having a transverse end face 4d against which the lower face of the flange 3t comes to rest when the semi-finished product is equipped with a such as 3t flange.

De même, le contre poinçon 5 est réalisé par un cylindre aménagé à son extrémité inférieure pour présenter la partie de serrage 5s pour le semi-produit 3. Cette partie de serrage 5s du contre poinçon est pourvu en retrait de son extrémité inférieure, d'un épaulement de type axisymétrique 5e sur lequel est en appui la face supérieure 3s du semi-produit 3. L'épaulement 5e délimite un tronçon cylindrique 5b, présentant une face transversale 5d sur laquelle vient en appui la face supérieure du flasque 3t lorsque le semi-produit est équipé d'un tel flasque 3t.Similarly, the counter punch 5 is made by a cylinder arranged at its lower end to present the clamping part 5s for the semi-finished product 3. This clamping part 5s of the counter punch is provided set back from its lower end, with a shoulder of the fifth axisymmetric type on which the upper face 3s of the semi-finished product 3 rests. -product is equipped with such a 3t flange.

Ainsi, lorsque le semi-produit 3 présente un alésage intérieur 3a de diamètre constant (Figures 7A-7C), l'épaulement 4e du poinçon et l'épaulement annulaire 5e du contre poinçon 5 viennent serrer le semi-produit 3 entre ses faces supérieure et inférieure c'est-à-dire sur les faces supérieure et inférieure de la couronne 3c en dehors de la partie périphérique 3p. L'épaulement 4e et le tronçon cylindrique d'extrémité 4b du poinçon et l'épaulement 5e et le tronçon cylindrique 5b du contre-poinçon viennent immobiliser le semi-produit 3. Dans ce cas, la face transversale d'extrémité 4d du poinçon et la face transversale 5d contre poinçon 5 sont jointives. Dans le cas où le semi-produit 3 présente un alésage intérieur 3a pourvu d'un flasque 3t (Figures 5A-5C), le semi-produit 3 est en plus serrée par la face transversale d'extrémité 4d du tronçon cylindrique d'extrémité 4b du poinçon 4 et par la face transversale 5d du tronçon cylindrique 5b du contre poinçon 5 venant en contact respectivement avec les faces inférieure et supérieure du flasque 3t.Thus, when the semi-finished product 3 has an inner bore 3a of constant diameter ( Figures 7A-7C ), the 4th shoulder of the punch and the 5th annular shoulder of the counter punch 5 clamp the semi-finished product 3 between its faces upper and lower, that is to say on the upper and lower faces of the crown 3c apart from the peripheral part 3p. The 4th shoulder and the cylindrical end section 4b of the punch and the 5th shoulder and the cylindrical section 5b of the counter-punch come to immobilize the semi-finished product 3. In this case, the transverse end face 4d of the punch and the transverse face 5d against punch 5 are contiguous. In the case where the semi-finished product 3 has an internal bore 3a provided with a flange 3t ( Figures 5A-5C ), the semi-finished product 3 is additionally clamped by the transverse end face 4d of the cylindrical end section 4b of the punch 4 and by the transverse face 5d of the cylindrical section 5b of the counter punch 5 coming into contact respectively with the faces bottom and top of the 3t flange.

Bien entendu, comme déjà expliqué, dans le cas où le semi-produit 3 est pourvu d'un moyeu 3m avec ou sans les formes additionnelles 3r, le poinçon 4 et le contre poinçon 5 sont aménagés pour serrer le semi-produit par les faces de la partie centrale inférieure et de la partie centrale supérieure, qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de symétrie 3b.Of course, as already explained, in the case where the semi-finished product 3 is provided with a hub 3m with or without the additional shapes 3r, the punch 4 and the counter-punch 5 are arranged to clamp the semi-finished product by the faces of the lower central part and of the upper central part, which extend perpendicularly to the axis of symmetry 3b.

Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le poinçon 4 et le contre poinçon 5 comportent au moins une partie d'anti-déformation adaptée pour coopérer avec la totalité de la partie centrale présentée par le semi-produit 3. En d'autres termes, il doit être compris que ces parties d'anti-déformation présentent une géométrie complémentaire ou congruente à la partie centrale du semi-produit 3 pour éviter une déformation lors de l'extrusion de la denture d'engrenage. Bien entendu, ces parties d'anti-déformation sont mises en œuvre quelle que soit la géométrie de la partie centrale du semi-produit 3. Ainsi, le poinçon 4 et le contre poinçon 5 comportent des parties d'anti-déformation coopérant avec la totalité de la partie centrale du semi-produit comportant une couronne seule ou associée avec un flasque 3t et/ou un moyeu 3m et/ou des formes additionnelles 3r. Cette ou ces parties d'anti-déformation peuvent être aménagées indifféremment sur le poinçon 4 et le contre poinçon 5. Le poinçon 4 possède une ou des parties d'anti-déformation présentant ainsi une géométrie complémentaire ou congruente à la totalité de la partie centrale inférieure tandis que le contre-poinçon 5 possède une ou des parties d'anti-déformation présentant une géométrie complémentaire congruente à la totalité de la partie centrale supérieure du semi-produit 3. Ces parties d'anti-déformation comprennent essentiellement des surfaces s'étendant parallèlement à l'axe de symétrie 3b pour éviter la déformation radiale du semi-produit 3.According to an advantageous embodiment characteristic, the punch 4 and the counter punch 5 comprise at least one anti-deformation part adapted to cooperate with the whole of the central part presented by the semi-finished product 3. In other words, it should be understood that these anti-deformation parts have a complementary or congruent geometry to the central part of the semi-finished product 3 to avoid deformation during the extrusion of the gear teeth. Of course, these anti-deformation parts are implemented whatever the geometry of the central part of the semi-finished product 3. Thus, the punch 4 and the counter-punch 5 comprise anti-deformation parts cooperating with the entire central part of the semi-finished product comprising a crown alone or associated with a flange 3t and/or a hub 3m and/or additional shapes 3r. This or these anti-deformation parts can be arranged either on the punch 4 and the counter-punch 5. The punch 4 has one or more anti-deformation parts thus presenting a geometry complementary or congruent with the whole of the central part lower while that the counter-punch 5 has one or more anti-deformation parts having a complementary geometry congruent with the whole of the upper central part of the semi-finished product 3. These anti-deformation parts essentially comprise surfaces extending parallel to the axis of symmetry 3b to avoid radial deformation of the semi-finished product 3.

Dans le cas où le semi-produit 3 est pourvue d'un flasque 3t, les parties d'anti-déformation sont adaptées pour coopérer avec la totalité de l'alésage intérieur 3a c'est-à-dire avec ses trois parties, à savoir l'alésage supérieur, l'alésage intermédiaire et l'alésage inférieur. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la Figure 2A, le poinçon 4 comporte comme partie d'anti-déformation, le tronçon cylindrique d'extrémité 4b qui présente une forme congruente à l'alésage inférieur du semi-produit 3 pour venir s'engager à l'intérieur de l'alésage inférieur du semi-produit 3. De même, le contre poinçon 5 comporte comme partie d'anti-déformation, le tronçon cylindrique 5b qui présente une forme congruente à l'alésage supérieur du semi-produit 3 pour venir s'engager à l'intérieur de l'alésage supérieur du semi-produit 3. Dans l'exemple illustré, le contre poinçon 5 comporte une deuxième partie d'anti-déformation, à savoir un tronçon cylindrique d'extrémité 5c qui présente une forme congruente à l'alésage intermédiaire délimitée par le flasque 3t du semi-produit 3, pour venir s'engager à l'intérieur de cet alésage intermédiaire de la semi-produit 3. A cet effet, un épaulement 5d de type axisymétrique est aménagé dans le tronçon cylindrique 5b pour délimiter ce tronçon cylindrique d'extrémité 5c s'étendant jusqu'à une face d'extrémité 5f du contre poinçon 5. Cet épaulement intermédiaire 5d délimite la face transversale du tronçon cylindrique 5b qui est en appui sur la face supérieure du flasque 3t. Selon cet exemple, la face d'extrémité 5f du contre poinçon 5 et la face transversale d'extrémité 4d du poinçon 4 sont jointives.In the case where the semi-finished product 3 is provided with a flange 3t, the anti-deformation parts are adapted to cooperate with the whole of the internal bore 3a, that is to say with its three parts, namely the upper bore, the intermediate bore and the lower bore. In the exemplary embodiment illustrated in the Figure 2A , the punch 4 comprises, as an anti-deformation part, the cylindrical end section 4b which has a shape congruent with the lower bore of the semi-finished product 3 to come to engage inside the lower bore of the semi-finished product 3. Similarly, the counter-punch 5 comprises, as an anti-deformation part, the cylindrical section 5b which has a shape congruent with the upper bore of the semi-finished product 3 to come to engage inside the upper bore of the semi-finished product 3. In the example illustrated, the counter punch 5 comprises a second anti-deformation part, namely a cylindrical end section 5c which has a shape congruent with the intermediate bore delimited by the flange 3t of the semi-finished product 3, to engage inside this intermediate bore of the semi-finished product 3. For this purpose, a shoulder 5d of the axisymmetric type is arranged in the cylindrical section 5b to delimit this cylindrical end section 5c extending to a f end face 5f of the counter punch 5. This intermediate shoulder 5d delimits the transverse face of the cylindrical section 5b which bears against the upper face of the flange 3t. According to this example, the end face 5f of the punch against 5 and the transverse end face 4d of the punch 4 are contiguous.

L'équipement 1 selon l'invention comporte également un porte-outil 9 supportant un outillage d'extrusion 10 adapté pour assurer le forgeage de la denture d'engrenage 3d sur la face de révolution extérieure du semi-produit 3. A cet effet, le porte-outil 9 est aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application 2b de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 de manière à être déplacé au moins verticalement pour extruder la denture d'engrenage 3d semi-produit 3 lors du mouvement vertical de descente de ce système d'application 2d entre la position haute d'attente de forgeage (Figures 2, 3, 6) pour laquelle l'outillage d'extrusion 10 est situé au-dessus du support 4a et la position basse de post forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion 10 est situé entièrement au-dessous du support 4a (Figure 4).The equipment 1 according to the invention also comprises a tool holder 9 supporting an extrusion tool 10 adapted to ensure the forging of the gear teeth 3d on the face of external revolution of the semi-finished product 3. For this purpose, the tool holder 9 is arranged to receive the vertical compression force from the application system 2b of the hot forging machine or half-hot 2 so as to be moved at least vertically to extrude the semi-finished 3d gear tooth 3 during the downward vertical movement of this 2d application system between the high forging standby position ( Figure 2 , 3 , 6 ) for which the extrusion tool 10 is located above the support 4a and the low post-forging position for which the extrusion tool 10 is located entirely below the support 4a ( Figure 4 ).

Le porte-outil 9 est aménagé pour pouvoir être positionné autour du poinçon 4 et du contre poinçon 5. Le porte-outil 9 présente ainsi avantageusement une forme d'arbre creux pour être traversé par le contre poinçon 5 et le poinçon 4. Le porte-outil 9 possède un alésage cylindrique 9a pour permettre l'engagement du contre-poinçon 5 et du poinçon 4 lors de son déplacement vertical entre sa position haute d'attente de forgeage et sa position basse de post forgeage.The tool holder 9 is arranged so that it can be positioned around the punch 4 and the counter punch 5. The tool holder 9 thus advantageously has the shape of a hollow shaft to be traversed by the counter punch 5 and the punch 4. -tool 9 has a cylindrical bore 9a to allow the engagement of the counter-punch 5 and the punch 4 during its vertical movement between its high forging standby position and its low post-forging position.

Avantageusement, le porte-outil 9 comporte une fenêtre d'extraction 9f aménagée de manière qu'en position basse de post forgeage, la fenêtre d'extraction 9f soit tournée pour permettre une extraction du semi-produit 3 extrudé (Figure 4). En d'autres termes, cette fenêtre d'extraction 9f est aménagée de manière à permettre la mise en place du semi-produit 3 sur le support du poinçon ou le retrait du semi-produit 3 extrudé de ce support. Cette fenêtre d'extraction 9f est adaptée pour autoriser la robotisation de ces opérations à savoir en particulier la mise en place du semi-produit 3 sur le support du poinçon et le retrait du semi-produit 3 extrudé de ce support.Advantageously, the tool holder 9 includes an extraction window 9f arranged so that in the low post-forging position, the extraction window 9f is turned to allow extraction of the extruded semi-finished product 3 ( Figure 4 ). In other words, this extraction window 9f is arranged so as to allow the positioning of the semi-finished product 3 on the support of the punch or the withdrawal of the semi-finished product 3 extruded from this support. This extraction window 9f is adapted to allow automation of these operations, namely in particular the placement of the semi-finished product 3 on the support of the punch and the removal of the semi-finished product 3 extruded from this support.

Le porte-outil 9 est adapté également pour positionner l'outillage d'extrusion 10 de manière qu'au cours de son déplacement vertical, l'outillage d'extrusion 10 puisse forger la denture d'engrenage 3d sur la face de révolution extérieure du semi-produit 3. A cet effet, l'outillage d'extrusion 10 se présente sous la forme d'au moins une bague 10a destinée à entourer et coopérer avec la face de révolution extérieure du semi-produit 3. Tel que cela ressort de la Figure 8, l'outillage d'extrusion 10 comporte plusieurs bagues 10a superposées alors que dans l'exemple illustré à la Figure 9, l'outillage d'extrusion 10 comporte une seule bague 10a. Chaque bague 10a est pourvue à partir de son alésage central, de dents d'extrusion 10b aménagées pour réaliser la denture d'engrenage 3d du semi-produit 3. Les dents d'extrusion 10b de l'outillage d'extrusion 10 présente un taux de formage augmentant de manière progressive selon le sens de déplacement vertical du porte-outil 9. Il est rappelé que le taux de formage correspond au taux de pénétration de l'outillage d'extrusion 10 dans le semi-produit 3.The tool holder 9 is also suitable for positioning the extrusion tool 10 so that during its vertical displacement, the extrusion tool 10 can forge the gear teeth 3d on the face of external revolution of the semi-finished product 3. For this purpose, the extrusion tool 10 is in the form of at least one ring 10a intended to surround and cooperate with the external face of revolution of the semi-finished product 3. As emerges from the Figure 8 , the extrusion tool 10 comprises several superimposed rings 10a whereas in the example illustrated in Picture 9 , the extrusion tool 10 comprises a single ring 10a. Each ring 10a is provided, from its central bore, with extrusion teeth 10b arranged to produce the gear teeth 3d of the semi-finished product 3. The extrusion teeth 10b of the extrusion tool 10 have a forming rate which increases progressively according to the direction of vertical displacement of the tool holder 9. It is recalled that the forming rate corresponds to the penetration rate of extrusion tooling 10 in the semi-finished product 3.

Dans l'exemple illustré à la Figure 8, le taux de formage varie de manière incrémentale entre chaque bague 10a de façon à maitriser le flux de matière et garantir la géométrie finale. Il doit être compris que le taux de formage de la bague qui forge en premier le semi-produit 3 est plus faible que le taux de formage de la bague qui forge ensuite le semi-produit 3. Le taux de formage de la bague située à l'extrémité inférieure de l'outillage d'extrusion 10 est plus faible que le taux de formage de la bague située au-dessus et ainsi de suite. Dans l'exemple illustré à la Figure 9, l'outillage d'extrusion 10 est réalisé par une bague monobloc assurant une mise en forme progressive. Le taux de formage de cette bague varie de manière continue en augmentant de la partie qui commence le forgeage jusqu'à la partie terminant le forgeage. En d'autres termes, le taux de formage de l'outillage d'extrusion 10 augmente à partir de la face inférieure de l'outillage d'extrusion 10. Par exemple, ce taux de formage varie de manière continue et de façon non linéaire.In the example shown in Figure 8 , the forming rate varies incrementally between each ring 10a so as to control the flow of material and guarantee the final geometry. It should be understood that the forming rate of the ring which first forges the semi-finished product 3 is lower than the forming rate of the ring which then forges the semi-finished product 3. The forming rate of the ring located at the lower end of the extrusion tool 10 is lower than the forming rate of the ring located above and so on. In the example shown in Figure 9 , the extrusion tool 10 is produced by a one-piece ring providing progressive shaping. The forming rate of this ring varies continuously increasing from the part which begins the forging to the part ending the forging. In other words, the forming rate of extrusion tooling 10 increases from the underside of extrusion tooling 10. For example, this forming rate varies continuously and nonlinearly. .

Il doit être compris que le porte-outil 9 est soumis au déplacement vertical du système d'application 2b de la force de compression de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2. A cet effet, la force de compression du système d'application 2b de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 est appliquée au porte-outil 9 de toute manière appropriée. Dans l'exemple illustré, le porte-outil 9 comporte un ensemble d'appui tel qu'une platine 9b sur laquelle agit le système d'application 2b de la force de compression.It should be understood that the tool holder 9 is subjected to the vertical displacement of the application system 2b of the compression force of the hot or semi-hot forging machine 2. For this purpose, the compression force of the system application 2b of the hot or semi-hot forging machine 2 is applied to the tool holder 9 in any suitable way. In the example illustrated, the tool holder 9 comprises a bearing assembly such as a plate 9b on which the system 2b for applying the compression force acts.

Dans l'exemple illustré, le porte-outil 9 se déplace selon l'axe vertical par l'intermédiaire d'une platine 9b poussée vers le bas par le système d'application 2b de la force verticale. Le coulisseau 2b de la presse arrivée en position basse remonte sans interruption de cycle à sa position haute.In the example illustrated, the tool holder 9 moves along the vertical axis by means of a plate 9b pushed downwards by the application system 2b of the vertical force. The slider 2b of the press arrived in the low position rises without cycle interruption to its high position.

Après le déplacement vertical du système d'application 2b de la force de compression de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2, le porte-outil 9 occupe la position basse de post forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion 10 entoure le poinçon 4. Après enlèvement du semi-produit 3 extrudé, un système annexe 11 par exemple de type hydraulique ramène le porte-outil 9 de sa position basse de post forgeage à la position haute d'attente et début d'un nouveau cycle. Dans cette position haute d'attente de forgeage, l'outillage d'extrusion 10 entoure le contre poinçon 5 en étant situé au-dessus du support 4a pour le semi-produit 3.After the vertical displacement of the application system 2b of the compression force of the hot or semi-hot forging machine 2, the tool holder 9 occupies the low position of post forging for which the extrusion tool 10 surrounds the punch 4. After removal of the extruded semi-finished product 3, an additional system 11, for example of the hydraulic type, brings the tool holder 9 from its low post-forging position to the high waiting position and the start of a new cycle . In this high forging waiting position, the extrusion tool 10 surrounds the counter punch 5 by being located above the support 4a for the semi-finished product 3.

Selon un premier mode de réalisation illustré à la Figure 6, le porte-outil 9 possède uniquement un déplacement vertical permettant de forger une denture d'engrenage droite 3d sur la face de révolution extérieure du semi-produit 3, comme illustré à la Figure 7B. Selon un deuxième mode de réalisation illustré aux Figures 1 à 4, le porte-outil 9 possède un mouvement vertical selon l'axe vertical Z combiné à un mouvement de rotation autour de l'axe vertical Z permettant de forger une denture d'engrenage hélicoïdale 3d sur la face extérieure du semi-produit 3, comme illustré aux Figures 5B, 10b, 11B. Bien entendu, les dentures d'engrenages droites et hélicoïdales peuvent être réalisées sur n'importe quel semi-produit 3 dont diverses géométries de la partie centrale sont données à titre d'exemple sur les Figures.According to a first embodiment illustrated in Figure 6 , the tool holder 9 only has a vertical displacement allowing a spur gear toothing 3d to be forged on the face of external revolution of the semi-finished product 3, as illustrated in Figure 7B . According to a second embodiment illustrated in Figures 1 to 4 , the tool holder 9 has a vertical movement along the vertical axis Z combined with a rotational movement around the vertical axis Z making it possible to forge a 3d helical gear toothing on the outer face of the semi-finished product 3, as illustrated with Fig. 5B , 10b , 11B . Of course, the spur and helical gear teeth can be made on any semi-finished product 3 of which various geometries of the central part are given by way of example in the figures.

Selon le deuxième mode de réalisation adapté pour forger une denture d'engrenage hélicoïdale (Figures 1 à 4), le porte-outil 9 fait partie d'un équipage mobile d'extrusion 12 comportant un mécanisme de transformation 13 du mouvement vertical de descente du système d'application 2b d'une force verticale de compression, en un mouvement de rotation autour de l'axe vertical Z qui est fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale 3d du semi-produit 3. Ainsi, le forgeage de la denture d'engrenage hélicoïdale 3d du semi-produit 3 est réalisé lors du mouvement vertical de descente du système d'application 2d d'une force verticale de compression entre la position haute d'attente de forgeage et la position basse de post forgeage.According to the second embodiment suitable for forging a helical gear tooth ( Figures 1 to 4 ), the tool holder 9 is part of a mobile extrusion assembly 12 comprising a mechanism 13 for converting the vertical downward movement of the application system 2b of a vertical compressive force, into a rotational movement around the vertical axis Z which is a function of the inclination of the 3d helical gear toothing of the semi-product 3. Thus, the forging of the 3d helical gear toothing of the semi-product 3 is carried out during the vertical movement of descent of the 2d application system of a vertical compressive force between the high forging standby position and the low post forging position.

Selon l'exemple avantageux de réalisation illustré sur les Figures 1 à 4, l'équipage mobile d'extrusion 12 comporte en tant que mécanisme de transformation 13, une couronne dentée 13a montée solidaire du porte-outil 9. Cette couronne dentée 13a est guidée en rotation selon l'axe vertical Z par rapport à l'ensemble d'appui 9b aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système 2b de la machine de forgeage. Typiquement, une butée à rouleaux cylindriques 13c est montée entre l'ensemble d'appui 9b et le porte-outil 9 pour reprendre la charge axiale en complément du guidage en rotation par rapport à l'ensemble d'appui 9b, le porte-outil 9 étant entrainé en rotation par la couronne dentée 13a.According to the advantageous embodiment illustrated in the Figures 1 to 4 , the movable extrusion assembly 12 comprises, as transformation mechanism 13, a toothed crown 13a mounted integral with the tool holder 9. This toothed crown 13a is guided in rotation along the vertical axis Z with respect to the assembly support 9b arranged to receive the vertical compression force of the system 2b of the forging machine. Typically, a thrust bearing with cylindrical rollers 13c is mounted between the support assembly 9b and the tool holder 9 to take up the axial load in addition to guiding in rotation with respect to the support assembly 9b, the tool holder 9 being driven in rotation by the ring gear 13a.

La couronne dentée 13a coopère de façon diamétralement opposée avec des crémaillères 13d. Les deux crémaillères 13d sont disposées de manière symétriquement opposée par rapport à l'axe vertical de symétrie de la couronne dentée 13a, en étant orientées perpendiculairement à l'axe vertical Z. Ces crémaillères 13d sont déplacées en translation horizontale selon des sens opposés à l'aide d'actionneurs 13e de tous types connus en soi. Par exemple, les actionneurs 13e sont des vérins hydrauliques déplaçant en synchronisme les crémaillères 13d selon des translations de sens contraires. Le fonctionnement des actionneurs 13e est assuré par un dispositif de commande 13f qui assure que le mouvement de translation horizontale des crémaillères 13d soit synchronisé au mouvement vertical de descente de l'équipage mobile d'extrusion 12. Le dispositif de commande 13f assure que la rotation du porte-outil 9 soit asservie par une loi hélicoïdale, au mouvement de descente verticale du système d'application d'une force verticale de compression 2b de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2. Le dispositif de commande 13f peut être réalisé de toute manière appropriée. Par exemple, le dispositif de commande 13f comporte un système d'asservissement d'actionneurs dont les déplacements sont mesurés par des capteurs.The toothed crown 13a cooperates in a diametrically opposite way with the racks 13d. The two racks 13d are arranged symmetrically opposite with respect to the vertical axis of symmetry of the ring gear 13a, being oriented perpendicular to the vertical axis Z. These racks 13d are moved in horizontal translation in opposite directions to the using 13th actuators of all types known per se. For example, the actuators 13e are hydraulic cylinders moving the racks 13d in synchronism according to translations in opposite directions. The operation of the actuators 13e is ensured by a control device 13f which ensures that the horizontal translation movement of the racks 13d is synchronized with the vertical downward movement of the mobile extrusion assembly 12. The control device 13f ensures that the rotation of the tool holder 9 is slaved by a helical law, to the vertical downward movement of the system for applying a vertical compression force 2b of the hot or semi-hot forging machine 2. The control device 13f can be done in any appropriate way. For example, the control device 13f comprises an actuator servo system whose displacements are measured by sensors.

Dans l'exemple de réalisation illustré sur les Figures, l'équipage mobile d'extrusion 12 comporte en tant que mécanisme de transformation de mouvement 13, une couronne dentée 13a coopérant avec des crémaillères déplacées hydrauliquement selon des sens opposés. Bien entendu, le mécanisme de transformation de mouvement 13 peut être réalisé de toute autre manière appropriée, comme par exemple, par un servomoteur à vis à rouleau asservi numériquement à la position selon l'axe vertical Z de la platine 9b.In the exemplary embodiment illustrated in the Figures, the mobile extrusion assembly 12 comprises, as movement transformation mechanism 13, a toothed crown 13a cooperating with racks hydraulically moved in opposite directions. Of course, the motion transformation mechanism 13 can be made in any other suitable way, such as, for example, by a roller screw servomotor digitally slaved to the position along the vertical axis Z of the plate 9b.

La fabrication des sens d'inclinaison de denture d'engrenage hélicoïdale à droite ou à gauche implique l'inversion du sens de rotation du porte outil obtenue en réalisant le déplacement dans le sens opposé des actionneurs 13e des crémaillères 13d.The manufacture of the directions of inclination of the helical gear teeth to the right or to the left involves the inversion of the direction of rotation of the tool holder obtained by carrying out the movement in the opposite direction of the actuators 13e of the racks 13d.

La mise en œuvre de l'équipement 1 décrit ci-dessus découle directement de la description qui précède. Comme expliqué, l'équipement 1 est mis en œuvre en combinaison avec une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2. L'embase du poinçon 4 est montée fixement sur la base 2a de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 et l'ensemble d'appui 9b du porte-outil 9 est monté pour subir l'application de la force verticale de compression du système 2b de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2.The implementation of the equipment 1 described above follows directly from the preceding description. As explained, the equipment 1 is implemented in combination with a hot or half-hot forging machine 2. The base of the punch 4 is fixedly mounted on the base 2a of the hot or half-hot forging machine. -hot 2 and the support assembly 9b of the tool holder 9 is mounted to undergo the application of the vertical compression force of the system 2b of the hot or semi-hot forging machine 2.

Pour la mise en œuvre de la phase d'extrusion, le procédé consiste à placer l'ensemble d'appui 9b en position haute d'attente de forgeage et le contre poinçon 5 est positionné pour occuper une position supérieure écartée par rapport au poinçon 4 (Figure 2). Un semi-produit 3, préalablement pré-forgé sur presse verticale, est mis en place, dans la chaude de forge ou après un réchauffage destiné à homogénéiser sa température, sur le support 4a du poinçon 4 pour forger une denture d'engrenage 3d sur sa face de révolution extérieure 3e.For the implementation of the extrusion phase, the method consists in placing the support assembly 9b in the high position waiting for forging and the counter-punch 5 is positioned to occupy an upper position separated from the punch 4 ( Figure 2 ). A semi-finished product 3, previously pre-forged on a vertical press, is placed, in the hot forge or after reheating intended to homogenize its temperature, on the support 4a of the punch 4 to forge a gear toothing 3d on its external face of revolution 3rd.

Le vérin hydraulique 6 est commandé pour abaisser verticalement le contre poinçon 5 en position inférieure afin d'immobiliser le semi-produit 3 entre le poinçon 4 et le contre poinçon 5. Dans cette position de blocage, la partie périphérique 3p du semi-produit 3 se trouve dégagée par rapport au poinçon 4 et au contre poinçon 5 pour permettre l'extrusion de la denture d'engrenage 3d sur la face de révolution extérieure de cette partie périphérique 3p, par l'outillage d'extrusion 10. Dans cette position illustrée à la Figure 3, l'outillage d'extrusion 10 entoure le contre poinçon 5 en étant situé au-dessus du semi-produit 3.The hydraulic cylinder 6 is controlled to lower the counter-punch 5 vertically in the lower position in order to immobilize the semi-finished product 3 between the punch 4 and the counter-punch 5. In this blocking position, the peripheral part 3p of the semi-finished product 3 is disengaged with respect to the punch 4 and against the punch 5 to allow the extrusion of the gear teeth 3d on the outer face of revolution of this peripheral part 3p, by the extrusion tool 10. In this illustrated position to the Figure 3 , the extrusion tool 10 surrounds the counter punch 5 while being located above the semi-finished product 3.

Le système d'application 2b d'une force de compression de la machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 est commandé pour appliquer sur le porte outil 9, une force verticale de compression, mobile selon un mouvement vertical de descente. Le porte outil 9 est ainsi déplacé verticalement de sorte que l'outillage d'extrusion 10 traverse extérieurement le semi-produit 3 pour réaliser la denture d'engrenage exclusivement par extrusion.The application system 2b of a compression force of the hot or semi-hot forging machine 2 is controlled to apply to the tool holder 9, a vertical compression force, movable according to a downward vertical movement. The tool holder 9 is thus moved vertically so that the extrusion tool 10 passes through the semi-finished product 3 externally to produce the gear teeth exclusively by extrusion.

Il est à noter que dans le cas où une denture d'engrenage droite est extrudée sur le semi-produit 3 alors le porte-outil 9 est déplacé uniquement verticalement (Figures 6 et 7). Pour forger une denture d'engrenage hélicoïdale sur le semi-produit 3 (Figures 1 à 5), le porte-outil 9 est entrainé en rotation par rapport à l'ensemble d'appui 9b sur lequel est appliquée la force de compression du système d'application. Cette rotation réalisée par le mécanisme de transformation 13 est synchronisée au mouvement vertical de descente du porte-outil 9, en fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale du semi-produit 3.It should be noted that in the case where a straight gear toothing is extruded on the semi-finished product 3 then the tool holder 9 is moved only vertically ( Figure 6 and 7 ). To forge a helical gear tooth on the semi-finished product 3 ( Figures 1 to 5 ), the tool holder 9 is driven in rotation relative to the support assembly 9b on which the compression force of the application system is applied. This rotation performed by the transformation mechanism 13 is synchronized with the vertical downward movement of the tool holder 9, depending on the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product 3.

Au terme de l'extrusion, le porte-outil 9 est maintenu dans une position basse de post forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion 10 est situé entièrement au-dessous du support 4a et autour du poinçon 4. Le porte-outil 9 est maintenu dans la position basse de post forgeage pour permettre de récupérer le semi-produit 3 extrudé. A cet effet, le vérin hydraulique 6 du contre poinçon 5 est piloté pour permettre le dégagement du contre poinçon 5 par rapport au poinçon 4 (Figure 4).At the end of the extrusion, the tool holder 9 is maintained in a low post-forging position for which the extrusion tool 10 is located entirely below the support 4a and around the punch 4. The tool holder 9 is maintained in the low post-forging position to enable recovery of the extruded semi-finished product 3. To this end, the hydraulic cylinder 6 of the counter punch 5 is controlled to allow the release of the counter punch 5 with respect to the punch 4 ( Figure 4 ).

Le semi-produit 3 extrudé est retiré du support du poinçon 4 à travers la fenêtre d'extraction 9f permettant ensuite la remontée, à l'aide du système annexe 11, du porte-outil 9 et de l'outillage d'extrusion 10, à sa position haute d'attente de forgeage pour permettre l'extrusion d'un autre semi-produit. Le semi-produit extrudé est ainsi récupéré à travers la fenêtre d'extraction 9f, avant la remontée du porte-outil 9 à sa position haute d'attente de forgeage. Il est à noter que dans le cas où une denture d'engrenage droite est extrudée sur le semi-produit 3 alors le semi-produit 3 extrudé peut être retiré du support du poinçon 4 après la remontée du porte-outil 9 et de l'outillage d'extrusion 10, à sa position haute d'attente de forgeage.The extruded semi-finished product 3 is removed from the support of the punch 4 through the extraction window 9f then allowing the ascent, using the auxiliary system 11, of the tool holder 9 and the extrusion tool 10, to its high forging standby position to allow the extrusion of another semi-finished product. The extruded semi-finished product is thus recovered through the extraction window 9f, before the tool holder 9 is raised to its high forging standby position. It should be noted that in the case where a spur gear toothing is extruded on the semi-finished product 3 then the extruded semi-finished product 3 can be removed from the support of the punch 4 after the raising of the tool holder 9 and the extrusion tool 10, in its high forging standby position.

Il ressort de la description qu'une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud 2 classique telle qu'une presse à forger pourvue d'un équipement 1 conforme à l'invention fournit la force motrice nécessaire pour former la denture d'engrenage d'un semi-produit 3. La mise en forme de la denture d'engrenage est obtenue par extrusion droite ou hélicoïdale à mi-chaud ou à chaud tel que décrit ci-dessus. En réalisant la denture d'engrenage par une opération de déformation plastique et non par un procédé de coupe, le fibrage issu du forgeage contribue à améliorer sa résistance mécanique au niveau du pied de la denture d'engrenage. Le choix de la matière du semi-produit 3 peut s'affranchir des contraintes liées aux procédés antérieurs mettant en œuvre un usinage associé à des traitements thermiques complexes. L'utilisation d'acier fortement allié pour le semi-produit 3, permet de réaliser le durcissement des dents sans qu'il soit nécessaire de procéder au préalable à un traitement de modification des propriétés physico-chimiques superficielles du matériau par enrichissement du taux de carbone. Des matériaux à plus haut taux de carbone peuvent être utilisés permettant d'obtenir des gradients de duretés spécifiés au cahier des charges.It appears from the description that a conventional hot or semi-hot forging machine 2 such as a forging press provided with equipment 1 according to the invention provides the driving force necessary to form the gear teeth of a semi-finished product 3. The shaping of the gear teeth is obtained by straight or helical extrusion at half-hot or hot as described above. By producing the gear teeth by a plastic deformation operation and not by a cutting process, the fibering resulting from forging contributes to improving its mechanical strength at the foot of the gear teeth. The choice of the material of the semi-finished product 3 can be freed from the constraints linked to prior methods implementing machining associated with complex heat treatments. The use of high-alloy steel for the semi-finished product 3 makes it possible to harden the teeth without it being necessary to carry out a preliminary treatment to modify the surface physico-chemical properties of the material by enriching the rate of carbon. Materials with a higher carbon content can be used, making it possible to obtain the hardness gradients specified in the specifications.

De façon complémentaire, le semi-produit 3 extrudé peut être soumis à une opération de trempe superficielle. La trempe superficielle par induction, adaptée à la forte trempabilité du matériau est un procédé aisé à industrialiser, économique et respectueux de l'environnement. L'objet de l'invention permet d'obtenir un semi-produit 3 extrudé complexe pourvu d'une denture d'engrenage de géométrie précise et apte à sa finition par rectification en fonction du niveau de précision recherché.Additionally, the extruded semi-finished product 3 can be subjected to a surface hardening operation. Surface hardening by induction, adapted to the strong hardenability of the material, is an easy process to industrialize, economical and respectful of the environment. The object of the invention makes it possible to obtain a complex extruded semi-finished product 3 provided with gear teeth of precise geometry and capable of being finished by grinding according to the desired level of precision.

Par ailleurs, il est à noter que tout au long de l'opération de forgeage, le semi-produit 3 est immobilisé et fixe. L'outillage d'extrusion 10 traverse en totalité et sans interruption le semi-produit 3, limitant le temps de contact au minimum entre le semi-produit 3 et l'outillage d'extrusion. Il s'ensuit une réduction de la fatigue thermique de l'outillage d'extrusion, favorisant sa durée de vie.Furthermore, it should be noted that throughout the forging operation, the semi-finished product 3 is immobilized and fixed. The extrusion tool 10 passes through the semi-finished product 3 completely and without interruption, limiting the contact time to a minimum between the semi-finished product 3 and the extrusion tool. This results in a reduction in the thermal fatigue of the extrusion tooling, promoting its lifespan.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, il est à noter que tout au long de l'opération de forgeage, le poinçon 4 et le contre poinçon 5 évitent l'expansion de matière selon l'axe vertical mais également par la ou les parties d'anti-déformation, l'expansion radiale de la matière, contribuant au remplissage matière de la denture d'engrenage. Le poinçon 4 et le contre poinçon 5 offrent l'avantage de pouvoir réaliser des dentures d'engrenages sur un semi-produit 3 avec une partie centrale pouvant présenter une géométrie complexe.According to an advantageous characteristic of the invention, it should be noted that throughout the forging operation, the punch 4 and the counter punch 5 avoid the expansion of material along the vertical axis but also by the anti-deformation part or parts, the radial expansion of the material, contributing to the material filling of the gear teeth. The punch 4 and the counter punch 5 offer the advantage of being able to produce gear teeth on a semi-finished product 3 with a central part which may have a complex geometry.

Claims (15)

Equipement pour une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud (2) comportant un système d'application (2b) d'une force verticale de compression, mobile selon un mouvement vertical de descente et selon un mouvement vertical de montée entre une position haute d'attente de forgeage et une position basse de post forgeage, l'équipement (1) étant destiné à forger une denture (3d) d'engrenage sur une face de révolution extérieure d'une partie périphérique d'un semi-produit (3) présentant une partie centrale supérieure s'étendant à l'opposé d'une partie centrale inférieure, l'équipement comportant : - un poinçon (4) inférieur fixe aménagé pour délimiter un support (4a) pour la partie centrale inférieure du semi-produit à forger ; - un contre poinçon (5) supérieur aménagé pour présenter une partie de serrage pour la partie centrale supérieure du semi-produit, ce contre poinçon (5) étant monté mobile verticalement pour occuper une position inférieure pour laquelle le poinçon et le contre poinçon immobilisent le semi-produit avec sa partie périphérique s'étendant en saillie par rapport au poinçon (4) et au contre poinçon (5) et une position supérieure pour laquelle le contre poinçon est dégagé par rapport au semi-produit pour permettre la mise en place du semi-produit et l'extraction par rapport au poinçon, du semi-produit extrudé ; - un porte-outil (9) traversé par le contre poinçon (5) et supportant un outillage d'extrusion (10) se présentant sous la forme d'au moins une bague pourvue à partir de son alésage, de dents d'extrusion (10b) aménagées avec un taux de formage variant de manière progressive pour réaliser la denture d'engrenage sur le semi-produit, le porte-outil (9) étant aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application (2b) de la machine de forgeage de manière à être déplacé au moins verticalement pour extruder la denture d'engrenage (3d) du semi-produit lors du mouvement vertical de descente du système d'application (2b) de la force verticale de compression entre la position haute d'attente de forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion est situé au-dessus du support (4a) et la position basse de post forgeage pour laquelle l'outillage d'extrusion (10) est situé entièrement au-dessous du support (4a) et autour du poinçon (4). Equipment for a hot or semi-hot forging machine (2) comprising a system (2b) for applying a vertical compressive force, movable according to a vertical downward movement and according to a vertical upward movement between a position high forging waiting position and a low post forging position, the equipment (1) being intended to forge a gear toothing (3d) on an outer face of revolution of a peripheral part of a semi-finished product ( 3) having an upper central part extending opposite a lower central part, the equipment comprising: - a fixed lower punch (4) arranged to delimit a support (4a) for the lower central part of the semi-finished product to be forged; - an upper counter-punch (5) arranged to present a clamping part for the upper central part of the semi-finished product, this counter-punch (5) being vertically movable to occupy a lower position for which the punch and the counter-punch immobilize the semi-finished product with its peripheral part projecting with respect to the punch (4) and the counter-punch (5) and an upper position for which the counter-punch is disengaged with respect to the semi-finished product to allow the placement of the semi-finished product and the extraction with respect to the punch, of the extruded semi-finished product; - a tool holder (9) through which the counter punch (5) passes and supporting an extrusion tool (10) in the form of at least one ring provided from its bore with extrusion teeth ( 10b) arranged with a forming rate varying progressively to produce the gear teeth on the semi-finished product, the tool holder (9) being arranged to receive the vertical compression force of the application system (2b) of the forging machine so as to be moved at least vertically to extrude the gear teeth (3d) of the semi-finished product during the downward vertical movement of the system for applying the vertical force of compression between the high forging standby position for which the extrusion tool is located above the support (4a) and the low post forging position for which the extrusion tool (10) is located entirely at -below the support (4a) and around the punch (4). Equipement selon la revendication précédente, selon lequel le porte-outil (9) fait partie d'un équipage mobile d'extrusion (12) destiné à forger une denture d'engrenage hélicoïdale, cet équipage mobile d'extrusion (12) comportant un mécanisme de transformation (13) du mouvement vertical de descente du système d'application (2b) d'une force verticale de compression entre la position haute d'attente de forgeage et la position basse de post forgeage, en un mouvement de rotation qui est fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale du semi-produit.Equipment according to the preceding claim, in which the tool holder (9) forms part of a mobile extrusion unit (12) intended to forge helical gear teeth, this mobile extrusion unit (12) comprising a mechanism transformation (13) of the downward vertical movement of the application system (2b) of a vertical compression force between the high forging standby position and the low post-forging position, into a rotational movement which is a function the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product. Equipement selon la revendication 2, selon laquelle l'équipage mobile d'extrusion (12) comporte en tant que mécanisme de transformation (13) : ∗ une couronne dentée (13a) montée solidaire du porte-outil (9) et guidée en rotation selon un axe vertical par rapport à un ensemble d'appui (9b) aménagé pour recevoir la force verticale de compression du système d'application (2b) de la machine de forgeage, cette couronne dentée (13a) coopérant de façon diamétralement opposée avec des crémaillères (13d) ; ∗ des actionneurs (13e) pour déplacer les crémaillères (13d) en translation horizontale selon des sens opposés ; ∗ un dispositif de commande (13f) des actionneurs (13e) de manière que le mouvement de translation horizontale des crémaillères (13d) soit synchronisé au mouvement vertical de descente de l'équipage mobile d'extrusion. Equipment according to Claim 2, in which the mobile extrusion unit (12) comprises as transformation mechanism (13): ∗ a ring gear (13a) mounted integral with the tool holder (9) and guided in rotation along a vertical axis relative to a support assembly (9b) arranged to receive the vertical compression force of the application system (2b ) of the forging machine, this ring gear (13a) cooperating diametrically opposed with racks (13d); ∗ actuators (13e) to move the racks (13d) in horizontal translation in opposite directions; ∗ a control device (13f) of the actuators (13e) so that the horizontal translational movement of the racks (13d) is synchronized with the vertical downward movement of the movable extrusion assembly. Equipement selon l'une des revendications précédentes, selon lequel l'outillage d'extrusion (10) se présente sous la forme d'une bague (10a) dont les dents d'extrusion définissent un taux de formage variant de manière continue et de façon non linéaire.Equipment according to one of the preceding claims, in which the extrusion tool (10) is in the form of a ring (10a) whose extrusion teeth define a forming rate which varies continuously and non-linear. Equipement selon l'une des revendications 1 à 3, selon lequel l'outillage d'extrusion (10) comporte plusieurs bagues (10a) solidaires définissant un taux de formage variant de manière incrémentale d'une bague à l'autre.Equipment according to one of Claims 1 to 3, according to which the extrusion tool (10) comprises several rings (10a) integral defining a forming rate varying incrementally from one ring to another. Equipement selon l'une des revendications précédentes, selon lequel le porte-outil (9) comporte une fenêtre d'extraction (9f) aménagée de manière qu'en position basse de post forgeage, la fenêtre d'extraction soit tournée pour permettre une mise en place du semi-produit et une extraction du semi-produit extrudé.Equipment according to one of the preceding claims, according to which the tool holder (9) comprises an extraction window (9f) arranged so that in the low post-forging position, the extraction window is turned to allow setting in place of the semi-finished product and an extraction of the extruded semi-finished product. Equipement selon l'une des revendications précédentes, selon lequel le support du poinçon (4) et la partie de serrage du contre poinçon (5) comportent des parties d'anti-déformation (4b, 5b, 5c) présentant des géométries complémentaires respectivement avec la partie centrale inférieure et la partie centrale supérieure du demi-produit pour coopérer avec la totalité de la partie centrale présentée par le semi-produit (3).Equipment according to one of the preceding claims, in which the punch support (4) and the counter-punch clamping part (5) comprise anti-deformation parts (4b, 5b, 5c) having complementary geometries respectively with the lower central part and the upper central part of the semi-finished product to cooperate with the entire central part presented by the semi-finished product (3). Equipement selon la revendication 7, selon lequel le poinçon (4) et le contre poinçon (5) comportent des parties d'anti-déformation coopérant avec la totalité de la partie centrale du semi-produit comportant une couronne seule ou associée avec un flasque et/ou un moyeu et/ou des formes additionnelles.Equipment according to claim 7, according to which the punch (4) and the counter-punch (5) comprise anti-deformation parts cooperating with the whole of the central part of the semi-finished product comprising a crown alone or associated with a flange and /or a hub and/or additional shapes. Equipement selon l'une des revendications 3 à 8, selon lequel le dispositif de commande (13f) comporte un système d'asservissement d'actionneurs dont les déplacements sont mesurés par des capteurs.Equipment according to one of Claims 3 to 8, according to which the control device (13f) comprises a system for controlling actuators whose displacements are measured by sensors. Procédé de forgeage de la denture d'engrenage d'un semi-produit à l'aide d'une machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud comportant un système d'application (2b) d'une force verticale de compression sur un porte-outil comportant un outillage d'extrusion (10) se présentant sous la forme d'au moins une bague (10a) pourvue à partir de son alésage, de dents d'extrusion (10b) aménagées pour réaliser la denture d'engrenage sur la face de révolution extérieure du semi-produit, le procédé consistant dans une phase d'extrusion à : - placer le porte-outil (9) en position haute d'attente de forgeage ; - placer le semi-produit par sa partie centrale inférieure, sur le support d'un poinçon (4) fixe inférieur ; - abaisser verticalement un contre poinçon (5) en position inférieure afin d'immobiliser le semi-produit par sa partie centrale inférieure et sa partie centrale supérieure, entre le poinçon et le contre poinçon ; - activer la descente verticale du système d'application (2b) d'une force de compression pour déplacer le porte-outil (9) afin que l'outillage d'extrusion (10) traverse extérieurement le semi-produit pour réaliser la denture d'engrenage exclusivement par extrusion ; - maintenir le porte-outil (9) dans une position basse de post forgeage, dans laquelle l'outillage d'extrusion (10) est situé entièrement au-dessous du support (4a) et autour du poinçon (4) pour, après la remontée du contre poinçon (5) à sa position supérieure permettant de libérer le semi-produit extrudé, récupérer le semi-produit extrudé ; - remonter le porte-outil (9) à sa position haute d'attente de forgeage. Method of forging the gear teeth of a semi-finished product using a hot or semi-hot forging machine comprising a system for applying (2b) a vertical compressive force on a tool holder comprising an extrusion tool (10) in the form of at least one ring (10a) provided, starting from its bore, with extrusion teeth (10b) arranged to produce the gear teeth on the external face of revolution of the semi-finished product, the process consisting in an extrusion phase in: - placing the tool holder (9) in the high forging standby position; - placing the semi-finished product by its lower central part, on the support of a lower fixed punch (4); - vertically lowering a counter punch (5) in the lower position in order to immobilize the semi-finished product by its lower central part and its upper central part, between the punch and the counter punch; - activating the vertical descent of the application system (2b) of a compression force to move the tool holder (9) so that the extrusion tool (10) passes through the semi-finished product externally to produce the toothing of exclusively by extrusion; - maintain the tool holder (9) in a low post forging position, in which the extrusion tool (10) is located entirely below the support (4a) and around the punch (4) for, after the lifting of the counter-punch (5) to its upper position making it possible to release the extruded semi-finished product, recover the extruded semi-finished product; - Raise the tool holder (9) to its high forging standby position. Procédé de fabrication selon la revendication 10 selon lequel le semi-produit extrudé est récupéré à travers une fenêtre d'extraction (9f) aménagée dans le porte-outil (9), avant la remontée du porte-outil (9) à sa position haute d'attente de forgeage.Manufacturing process according to Claim 10, in which the extruded semi-finished product is recovered through an extraction window (9f) arranged in the tool holder (9), before the tool holder (9) is raised to its high position. waiting forging. Procédé de fabrication selon la revendication 10 ou 11, consistant pour forger une denture d'engrenage hélicoïdale, à assurer la rotation du porte-outil (9) par rapport à un ensemble d'appui (9b) sur lequel est appliquée la force de compression du système d'application, cette rotation étant synchronisée au mouvement vertical de descente du porte-outil (9), en fonction de l'inclinaison de la denture d'engrenage hélicoïdale du semi-produit.Manufacturing method according to claim 10 or 11, consisting, in order to forge a helical gear toothing, in ensuring the rotation of the tool holder (9) with respect to a bearing assembly (9b) on which the compression force is applied. of the application system, this rotation being synchronized with the vertical downward movement of the tool holder (9), depending on the inclination of the helical gear teeth of the semi-finished product. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 10 à 12, selon lequel l'extrusion de la denture d'engrenage est réalisée avec une progression du taux de formage variant de façon incrémentale ou continue.Manufacturing method according to one of Claims 10 to 12, in which the extrusion of the gear teeth is carried out with a progression of the forming rate varying incrementally or continuously. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 10 à 13, selon lequel après la phase d'extrusion, le semi-produit extrudé est soumis à une opération de trempe superficielle.Manufacturing process according to one of Claims 10 to 13, according to which, after the extrusion phase, the extruded semi-finished product is subjected to a surface hardening operation. Machine de forgeage à chaud ou à mi-chaud comportant un équipement conforme à l'une des revendications 1 à 9.Hot or semi-hot forging machine comprising equipment in accordance with one of Claims 1 to 9.
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