FR2502033A1 - Procede et dispositif pour le faconnage de pieces telles que dentures, axes, portees cylindriques ou analogues - Google Patents

Abstract

UNE PIECE 2 EST FACONNEE PAR LAMINAGE A FROID ENTRE UN OUTIL 4 ET UN CONTRE-APPUI 3. PENDANT CETTE OPERATION, IL Y A ENREGISTREMENT CONTINU D'UNE GRANDEUR ATTRIBUEE A LA PIECE 2 ET A L'OPERATION. UN DISPOSITIF DE MESURE 9, AVEC UN PALPEUR 12 RELEVE UNE COTE CARACTERISTIQUE DE LA PIECE ET LA TRANSMET A UN CALCULATEUR 18, AGISSANT PAR UN SERVOMECANISME 19 SUR LES ORGANES DE COMMANDE 20, 21 DU DISPOSITIF APRES COMPARAISON DES MESURES RELEVEES AVEC LES MESURES THEORIQUES MISES EN MEMOIRE.

Description

250.2 0 3 3

L'invention concerne un procédé et un dispositif permet-

tant la réalisation de ce procédé pour le façonnage de pièces, notam-

ment métalliques, telles que dentures, axes, portées cylindriques et autres, o le façonnage de la pièce s' effectue par sollicitation de cette dernière par une force de laminage d'au moins un outil, étant en- tendu que cet outil est pourvu d'un profil correspondant à la géométrie

à imposer à la pièce, que ce profil est transmis à la pièce par lami-

nage à froid de sorte que pendant l'intervention de la force de laminage sur la pièce, la matière de cette dernière est incitée au fluage, et qu'au moins une partie de cette matière fluidisée reproduit sur la pièce avec le reste du matériau non encore, ou peu, atteint par le profil, le degré du profilage et, par la-même également, la géométrie propre à

l'opération de façonnage.

Pour la fabrication de différents produits réalisés en très 1 5 grands nombres, comme par exemple des dentures, axes et analogues,

il est connu de les réaliser par façonnage d'une pièce brute et d'effec-

tuer l'opération de façonnage par laminage à froid. La pièce brute pou-

vant être constituée selon le cas par une matière synthétique plastifiable ou par un métal déformable, est introduite pour être façonnée entre au moins un outil agissant sur elle et un contre-appui, cet outil étant sollicité par une force de laminage aussi longtemps qu'un profil, se trouvant sur l'outil, est peu à peu reproduit sur la pièce brute. L'outil

et, le cas échéant, également le contre-appui présentant la même géo-

métrie ou le même profil que l'outil proprement dit, sont supportés

par un guidage permettant un décalage en direction de la force de lami-

nage agissant sur la pièce à usiner. Grâce à cette possibilité de déca-

lage de l'outil et, le cas échéant, également du contre-appui conçu lui aussi sous forme d'outil, les profils sont empreints peu à peu dans la pièce à usiner présentée initialement en tant que pièce brute, étant entendu que, pendant cette empreinte des profils, une quantité de matière refoulée par eux en fonction de leur force de laminage se fluidise autour du profil en question et s'applique autour de lui. Le degré de ce fluage dépend des possibilités de façonnage de la matière,

de l'importance de la force de laminage et aussi de la durée d'inter-

vention sur la pièce, étant entendu que pendant l'opération de façonnage,

ces fonctions s'exercent invariablement sur la pièce en usinage.

Un procédé connu pour le façonnage de pièces telles que roues dentées, arbres cannelés ou analogues, en association avec un dispositif approprié à cet effet, agit de sorte qu'une pièce brute insérée entre un outil et un contre-appui soit introduite par ceux-ci dans une zone de laminage et y soit façonnée par une force de laminage émanant d'au moins l'un des outils. La pièce, brute ou ébauchée, est laminée plus ou moins fortement selon la force de laminage affichée, tout en étant de préférence mise en rotation autour de son axe, de sorte que les outils, respectivement leurs profils, exercent leur influence sur la pièce autour de toute sa génératrice. Après cette phase, la pièce, par exemple le produit terminé, est expulsée de la zone de laminage pour être triée, en fonction des autres traitements prévus, en tant que produit fini ou produit subissant d'autres usinages, ou bien en tant que produit subissant par exemple encore un traitement thermique. Or, dans ce type de façonnage, il est considéré comme étant désavantageux qu'après réglage des outils par rapport à la pièce à travailler, il n'y ait plus d'autres mesures pour l'opération de façonnage, de sorte que du fait des dimensions différentes des pièces brutes, il y a également

des dimensions différentes pour les pièces terminées, ce qui se réper-

cute par une augmentation des rebuts et notamment par une complication des traitements subséquents de telles pièces. Il en résulte qu'un tel procédé pour le façonnage à froid des pièces ne peut pas être utilisé partout, étant donné qu'il dépend fortement de la qualité de la charge de coulée mise en oeuvre pour les pièces brutes, de même que des tolérances demandées pour la fabrication ou le façonnage de finition, de sorte que déjà des petites irrégularités dans la charge survenant à la suite du nonrespect des valeurs de tolérances peuvent être à l'origine de rebuts élevés. C'est pour ces raisons qu'un tel procédé

ne se prête que sous réserve de produits en grandes séries, notam-

ment quand il s'agit de réduire fortement, voire d'annuler, la quote-

2 0 3 3

part de re-traitements nécessaires sur les pièces façonnées (cf. DE-

PS 1204 615).

La tache de l'invention est par conséquent de créer un

procédé et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, permet-

tant la fabrication de produits même avec des tolérances serrées, si possible sans ou tout au plus avec seulement peu de re-traitements nécessaires de ces produits, lequel procédé autorisant, en maintenant la configuration d'une géométrie d'outil, la fabrication de produits en

matériaux différents, même avec les mêmes outils.

Du point de vue technologique, ce résultat est obtenu,

conformément à la présente invention, par le fait que pendant l'opéra-

tion de façonnage de la pièce, il y a enregistrement continu d'une gran-

deur attribuée à la pièce et à l'opération et que la valeur de cet enregis-

trement, en fonction de son évolution dans le temps, commande l'em-

prise dans le temps de différents paramètres de l'opération de façon-

nage, en particulier en ce qui concerne la matière,la géométrie d'ou-

til, la mise en oeuvre de la force de laminage, la force circonféren-

tielle et le régime de rotation, entre autres, et ceci aussi longtemps que la géométrie au moins d'un outil exerçant la force de laminage sur la

pièce et à imposer à cette pièce au cours de chaque opération de façon-

nage déterminée se soit reproduite sur cette pièce.

Un dispositif particulièrement approprié à la mise en appli-

cation d'un tel procédé comprend au moins un outil pourvu d'un profil, et au moins un contre-appui s'opposant à cet outil, o au moins l'outil est logé de manière coulissante sur un support et que cet outil peut être sollicité par une force de laminage pour le façonnage d'une pièce à insérer entre l'outil et le contre-appui, de même qu'au moins l'outil est doté d'un profil à transmettre à la pièce et se présentant sous forme d'une géométrie à imposer à cette pièce, dispositif caractérisé par le fait qu'entre le contre-appui et l'outil est prévu un équipement pour la mesure de l'opération de façonnage sur la pièce en usinage et que cet équipement est pourvu d'une sonde permettant des mesures sur la pièce, au moins pendant la période de façonnage, cette sonde de mesure étant raccordée à un ensemble de commande pouvant recevoir les différentes valeurs de mesure détectées par la sonde, sous forme de paramètres de l'opération de façonnage, cette commande étant en liaison avec des moyens d'entraînement déclenchant des fonctions intervenant en particulier temporellement dans l'opération de façon- nage. Cette mesure offre une possibilité pour le façonnage de pièces

permettant non seulement une large mise en application de ces connais-

sances sur un grand nombre de pièces et de matériaux, mais contri-

buant également à la conception et à la mise en oeuvre de l'application

du procédé et du dispositif proposé à sa réalisation d'après des paramè-

tres à reconnaître et à régler en vue de l'opération de façonnage. L'ap-

plication de ces mesures a montré que, contrairement à d'autres ver-

sions, le comportement d'un matériau pendant son façonnage dépend pour l'essentiel de quatre paramètres ou valeurs d'influence, à savoir de la propriété caractéristique du matériau à façonner, de la géométrie des outils utilisés pour le façonnage, des paramètres du dispositif mis

en oeuvre:par exemple le régime de rotation possible, la force de lami-

nage et autres; de même que du principe du dispositif, à savoir si dans ce dernier il y a mouvement de la pièce et/ou de l'outil. Ces mesures

démontrées ici permettent également de manière aisée des combinai-

sons de ces paramètres, étant entendu qu'en fonction de leurs combi-

naisons, l'on obtient chaque fois une dépendance caractéristique dans

le temps de l'opération de façonnage, mesurée selon les caractéristi-

ques de l'invention par différentes voies, alors que le résultat des mesures peut être utilisé à la commande des différents paramètres, notamment ceux du dispositif. De telles mesures peuvent par exemple être le changement dans le temps de la géométrie naissant sur la pièce et/ou l'évolution dans le temps de la force de réaction du matériau façonné, engendrée par la force de laminage, contre la géométrie de

l'outil façonnant ce matériau.

La possibilité de saisir ces différentes évolutions temporel-

les et ainsi ces paramètres de l'opération de façonnage, permet le le suivi exact de cette opération, ce qui permet également d'obtenir la géométrie voulue optimale sur une pièce et ceci pour toute pièce du

même type de matériau ou aussi avec différentes combinaisons des dif-

férents paramètres du dispositif, selon ce qui semble être plus utile.

L'avantage de ces mesures est qu'après détermination d'une combinai- son donnée des paramètres du dispositif, ou le cas échéant également du procédé, l'on obtienne par exemple pour une géométrie spéciale hélicoïdale d' une pièce et pour le matériau approprié à cet effet, une allure caractéristique de courbe, d'un côté résultant de la modification dans le temps de la géométrie naissant de la pièce, et de l'autre côté

résultant de l'évolution dans le temps de la force de réaction du maté-

riau façonné à l'encontre de la géométrie de l'outil le façonnant, allure permettant de manière facile des conclusions au sujet de la constitution

de la pièce. Si l'on constate des écarts, par exemple en cas de la fabri-

cation en grande série de boulonneries, par rapport aux allures opti-

males déterminées des courbes d'après les dérivés sus-indiqués, l'on peut en déduire de manière aisée et rapide que, soit le diamètre de la pièce brute ébauchée se trouvait hors d'une tolérance admissible, soit une autre charge de matière a été mise en oeuvre lors du traitement

ou du façonnage.

Les évolutions optimales dans le temps de l'opération de

façonnage peuvent y être mémorisées, soit en entier dans un équipe-

ment de commande, par exemple un microprocesseur, soit des frac-

tions, par exemple des valeurs mini/maxi sont prises en compte dans le dispositif proprement dit, par exemple dans son système engendrant

la force de laminage tel que l'équipement hydraulique. Cette mémorisa-

tion des valeurs optimales présente l'avantage qu'au cas d'une anomalie de l'allure de courbe relevée pendant l'opération de façonnage, la pièce

est immédiatement reconnue, par les valeurs mises en mémoire du sys-

tème de commande ou du dispositif, comme étant à mettre au rebut et que, par la suite, cette pièce est tout de suite extraite du cycle et n'est plus traitée davantage dans le dispositif. Ceci permet d'améliorer

l'efficacité du dispositif et de réduire la quote-part de pièces défec-

teuses contenues dans le lot de pièces terminées D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours

de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif

en regard des dessins ci-joints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les dessins montrent: - figure 1, une vue d'un dispositif avec une pièce en usinage se trouvant entre des outils, ainsi que des éléments déclenchant des fonctions permettant l'opération de façonnage selon des paramètres déterminés; - figure 2, une vue partielle du dispositif de la figure 1 mettant l'accent seulement sur les outils et une pièce disposée entre eux, seules les pièces influencées par la cinématique étant représentées en élévation et en vue de dessus; - figure 3, une vue en coupe partielle médiane et longitudinale à travers un outil et une pièce, le profil étant déjà reproduit dans la pièce; - figure 4, une vue à plus grande échelle d'une installation de mesure rapprochée d'une pièce en usinage, les outils façonnant la pièce étant seulement esquissés;

- figure 5, un diagramme de l'avance en fonction du temps de pénétra-

tion, pour évolution caractéristique dans le temps de la course de

pénétration des outils dans des pièces en différents matériaux, ceux-

ci étant indiqués par C 15, C 25, C45 et C 60;

- figure 6, un diagramme du diamètre extérieur d'une pièce en fonc-

tion du temps de façonnage pour l'évolution course/temps avec indi-

cation des largeurs admissibles de tolérances; - figure 7, un diagramme de la force de laminage F exprimée en N

(Newton) en fonction du temps de façonnage en secondes avec indica-

tion d'une valeur admissible de tolérance pour l'évolution force/temps figure 8, un diagramme du diamètre de la pièce en mm et de la force de laminage F en N, en fonction du temps de façonnage en secondes pour des évolutions de force/course/temps;

- figure 9, une installation d'un dispositif et d'un calculateur indus-

triel avec action et réaction, ainsi qu'avec écran, table de commande et périphériques d'entrée - figure 10, un diagramme de l'évolution de la puissance du façonnage P en fonction du temps de façonnage t pour différents matériaux,

avec indication d'une pointe de puissance.

Un dispositif 1 pour le façonnage de pièces 2, notamment en métaux déformables tels qu'acier, laiton, aluminium et autres, est pour l'essentiel constitué par deux outils 3,4 portant des profils 5 à transmettre à la pièce 2. Au moins l'un des outils 4 est disposé sur un axe 7 pouvant être décalé dans le sens actif 6 de l'outil en direction de la pièce 2. L'autre outil 3 servant de contre-appui au premier peut, de même que le premier outil 4, être monté sur un axe décalable dans le sens actif 6, ou bien sur un axe ne pouvant pas être décalé. Entre ces

outils 3,4 est introduite la pièce 2 qui, en fonction du procédé de façon-

nage prévu, est mue entre les outils ou selon le cas arrêtée au moins

pendant la durée d'intervention des outils sur elle. Les profils 5 rap-

portés sur les outils 3,4 peuvent, selon la géométrie à transmettre à la pièce 2, représenter une denture ou une surface lisse cylindrique,

ou bien des combinaisons de tels profils.

Au-dessus de la pièce 2 saisie par les outils 3,4 est aména-

gée une installation de mesure 9 qui, conformément à la représentation de la figure 4, est réalisée sous forme d'un équipement électro-mécanique Cette installation de mesure 9 est pour l'essentiel constituée par au moins une tige 10 avec, fixée sur elle, une règle de mesure 11, et par un palpeur 12, montés de manière plongeante par rapport à une

plaque 1 3 de l'installation de mesure.

La tige 10, ou en cas de disposition multiple les tiges for-

ment avec la règle de mesure 11 de préférence une arche de pont, contre la travée de laquelle constituée par la règle de mesure, s'appuie le palpeur 12. Alors que les tiges 10 sont guidées avec peu de friction, de préférence dans des douilles à billes, dans la plaque 13, l'extrémité du palpeur 12 passant dans cette plaque est guidée, également avec peu de friction, dans un transmetteur de course 15 inductif, de sorte que la course parcourue par le palpeur lors de son émergence hors de la plaque et lors de la descente de la règle de mesure 11 dans le profil 16 de la pièce 2, est introduite en tant que valeur de mesure comme profondeur de descente et par là même, comme valeur de mesure pour le façonnage de la pièce 2, dans l'installation de mesure 9. Une telle valeur de mesure peut être recensée sur la pièce 2 avant le début du façonnage, au cours, ou encore à la fin, de cette opération, ou bien elle peut être déterminée en continu pendant toute la période de serrage ou de façonnage, pour être introduite dans l'installation de mesure 9. La saisie de cette valeur de mesure se fait en particulier pendant l'opération de façonnage de la pièce 2 de sorte que la règle de mesure 11 de préférence rectifiée et montée sur les tiges 10 descend dans le profil 16 imposé à la pièce 2 par les outils 3,4 et que la profondeur de descente du profil est ainsi mesurée en continu. Lorsqu'en plus

de la profondeur du profil 16, l'on veut également déterminer la rai-

deur 17 des pentes, par exemple d'une denture à former sur la pièce 2, on peut à cet effet utiliser une règle de mesure 11 mieux adaptée au

profil à réaliser, par exemple une clavette, de sorte qu'avec la pro-

fondeur de descente croissante, l'on peut également déterminer les autres paramètres du profil à imposer à la pièce 2, paramètres qui se

présentent par suite du fluage de la matière autour du profil.

Les valeurs de mesure relevées de préférence en continu sur la pièce 2 sont transmises, par l'intermédiaire du capteur 12 et du transmetteur inductif 15 monté en aval, à une commande intercalée à la suite et constituée pour l'essentiel par un calculateur industriel 18, un servomécanisme 19 intercalé à la suite et les entraînements 20,21

actionnant les outils 3,4. Le calculateur, pouvant avoir reçu au préa-

lable les valeurs optimales théoriques d'une opération de façonnage, calcule les différences éventuelles entre ces valeurs théoriques et les valeurs réelles transmises par l'installation de mesure 9 et déclenche

par l'intermédiaire du servomécanisme 19 les corrections éventuelle-

ment nécessairesque ce dernier, sous forme de modification de para-

mètres, comme par exemple augmentation ou diminution de la force de laminage, modification du régime de rotation et autres, notamment pour les entraînements 20,21 des outils 3,4 introduit dans l'installation

1 et y amorce le cas échéant les corrections correspondantes.

Au cas o les valeurs de mesure relevées font apparaître

un défaut grave sur la pièce 2 et que celui-ci ne puisse pas être éli-

miné par modification des paramètres à l'intérieur de limites de tolérances déterminées au préalable, la pièce concernée est reconnue comme étant du rebut et immédiatement extraite telle quelle du cycle, de sorte que dès la première phase du façonnage, d'autres opérations

sont évitées.

Afin de pouvoir donner à la pièce 2 une géométrie propre à

chaque opération de façonnage, les outils 3,4 sont pourvus d'une géo-

métrie adéquate, cette dernière pouvant être réalisée comme profil 5 d'une denture, comme portée cylindrique ou comme combinaison entre les deux. Lorsqu'on retient comme profilage 5 une denture comme représenté sur la figure 3, les dents de ce profil sont prévues à la surface d'une roue de l'outil 3,4 rapportée sur un arbre 7,8. La pièce 2 à l'état brut 22 par exemple de forme cylindrique, est insérée entre les outils 3,4 et profilée de manière correspondante par suite de la

pression exercée sur elle par au moins l'un des outils, par exemple 4.

La force de laminage agissant sur l'un ou sur les deux outils 3,4 y provoque un poinçonnage graduel du profil 5 de chaque outil dans la pièce 2, étant entendu que pendant ce poinçonnage du profil dans la pièce, la matière située autour ce de profil, c'est-à-dire autour de la dent concernée, est amenée au fluage et ceci de manière telle que, d'une part il y ait naissance d'un creux sur la pièce, par exemple un entredent 23, et d'autre part d'une élévation par exemple un profil de dent 24. Le profil de dent 24 y est constitué par le matériau expulsé de l'entredent 23, le profil pouvant avoir, en fonction de la profondeur de l'entredent, un flanc plus ou moins haut. La profondeur de pénétration entre 0 et S = S1 du profil 5 de l'outil 3,4 dans la pièce correspond à la hauteur de flanc des différentes dents de l'outil, ainsi qu'à la force

de laminage, avec laquelle ce dernier a été empreint dans la pièce.

La structure du profil 16 se formant dans la pièce 2 y est tellement bonne que même après un traitement thermique de la pièce en vue d'une trempe et d'un revenu ou d'une détente, celle-ci a à peine besoin d'être soumise à un traitement subséquent. En ce qui concerne les outils 3,4 proprement dits, ceux-ci sont logés de manière rotative sur une fondation de machines 25, étant entendu qu'au moins l'un des outils 4 est disposé sur cette fondation, sur un appui 26 pouvant être décalé dans le sens actif 6 de la force de laminage. Conformément à cette disposition des outils 3,4 réalisés de préférence sous forme d'outillages à rouler, l'un des outils 3 aménagé de façon immobile

agit de la manière d'un contre-appui, alors que l'autre outil 4 repré-

sente l'outil de travail. Dans les cas o il importe de réaliser des opérations rapides de façonnage, les deux outils 3,4 sont disposés de

manière coulissante sur la fondation de machines 25, de sorte que pen-

dant l'opération de façonnage, ils se déplacent l'un vers l'autre et agis-

sent ainsi par réciprocité. La pièce 2 se trouvant entre les outils 3,4 peut être soit raccordée à un entraînement propre, soit entraînée

uniquement par la force de friction due aux outils agissant sur elle.

Le sens de rotation 27 des outils 3,4 est dans une telle liaison par friction celui des aiguilles d'une montre, de sorte que la pièce tourne

en sens inverse.

La mise en application du procédé selon l'invention s'opère

de la manière suivante.

Comme déjà expliqué ci-dessus, la géométrie communiquée à la pièce 2 résulte du fait que l'outil pénètre dans cette dernière et que la matière de la pièce est incitée au fluage autour de ce profil. Il en résulte les conséquences suivantes à l'égard de la dépendance dans le temps de l'opération de façonnage, isochrones avec le façonnage, à savoir: a) la variation dans le temps de la géométrie prenant naissance sur la pièce 2; b) l'évolution dans le temps de la force de réaction de la pièce façonnée,

agissant contre la géométrie façonnante de l'outil 3,4.

La mise en application de la condition de la caractéristique a) ci-dessus met en évidence que la mesure de la formation variable

dans le temps de la géométrie de la pièce 2 dans l'installation 1 expli-

quée ci-avant peut être réalisée au mieux en assurant que la règle de mesure rectifiée 11 vient en contact avec la pièce brute 22. Dès le façonnage de la pièce brute 22, il y a, comme déjà écrit, fluage de son matériau à côté du profilage qui y pénètre, ce qui signifie que la règle de mesure Il est repoussée radialement à partir du centre M de la pièce. Le capteur 12 du transmetteur inductif de course 15, en contact avec la règle de mesure 11 est dévié, et la modification de tension du transmetteur inductif en résultant représente une grandeur

analogique de mesure de la course parcourue entre S = 0 et la profon-

deur de pénétration S = S La conversion de cette valeur analogique de mesure en valeurs digitales se traduit par une allure de la courbe

de l'avance (S) en fonction de la matière (f) et de la durée d'interven-

tion (t) et ainsi par l'équation s = f(t). La figure 5 montre de telles évolutions caractéristiques course/temps pour différents matériaux, tels que C15, C25, C45,C60, en fonction de la course de pénétration

1 5 S1 en mm des outils 3,4 dans la pièce 2.

La signification de ces courbes est due au fait que tout d'a-

bord il est possible de déterminer le diamètre de la pièce brute 22.

L'ensemble de l'allure des courbes est caractéristique non seulement de la géométrie des outils 3,4 mais aussi de la matière façonnée et pour les paramètres affichés de l'installation 1. Ainsi, la valeur maximale de ces courbes (le diamètre extérieur de la pièce 2 terminée) est-elle acquise de la même manière que le diamètre de départ de la

pièce brute 22. Pour l'appréciation du façonnage; l'on dispose par con-

séquent pour chaque tranche de l'opération, à savoir avant, pendant et après l'usinage, d'une ou de plusieurs valeurs réelles relevées et bien définies. Les valeurs théoriques correspondantes peuvent être soit mémorisées dans un microprocesseur de la commande 18, soit introduites dans l'installation 1 proprement dite, grace à des circuits

pour valeurs minimales/maximales.

La compensation entre les valeurs réelles et théoriques à tout moment de l'opération de façonnage, c'est-à-dire donc avant, pendant et après celleci, représente donc à l'intérieur de tolérances librement choisissables, le critère à la décision "pièce bonne" ou

"pièce rebut".

La mise en application de la condition du critère b) met à l'évidence que l'évolution dans le temps de la force de réaction de la pièce peut être mesurée par l'intermédiaire d'extensions des éléments du bâti 25, d'extensions des outils 3,4 ou de boites dynamométriques

agencées sur les porte-outils (par exemple aux broches) ou dans l'équi-

pement mécanique ou hydraulique 21 engendrant la force de laminage.

L'allure relevée au cours du temps de la force de laminage en fonction de l'avance et du temps, c'est-à-dire F = f(t) pour une géométrie spéciale de l'outil 3,4, un matériau déterminé de la pièce brute 22, de même que pour une combinaison déterminée des paramètres de l'installation 1 tels que par exemple le régime de rotation et la force

de laminage, est caractéristique de l'opération de façonnage. La fi-

gure 6 montre une telle évolution caractéristique de la force et du

temps.

Comme ceci a déjà été expliqué pour la condition-a), l'évo-

lution théorique dans le temps de l'allure de la force peut être mémo-

risée dans un microprocesseur, ou bien des valeurs minimales/ maximales peuvent être présentes ou introduites dans l'installation 1 ou dans l'équipement mécanique ou hydraulique 21 de la machine de façonnage 25 proprement dite. Là aussi, la comparaison entre de telles valeurs théoriques et réelles donne la décision "pièce bonne"

ou "pièce rebut".

La représentation de cette condition selon la caractéristique b) pour l'évolution force/temps résulte de la figure 7 montrant une courbe du façonnage en fonction de la force de laminage indiquée en N (Newton), et du temps S (secondes). Cette courbe permet également de

voir que le façonnage de la pièce 2 a été réalisé à l'intérieur d'une pla-

ge de tolérances (champ hachuré), dont les valeurs maximales et mi-

nimales n'ont pas été dépassées, Conformément aux explications ci-dessus, il existe aussi

la possibilité de combinaisons entre les conditions des caractéristi-

ques a) et b), telle que par exemple la combinaison c) résultant de la mesure de géométrie de la pièce 2 de l'outil 3,4

et de l'allure de la force de laminage devenue efficace. Pour des façonnages spéciaux, il peut être utile de mesu-

rer non seulement la dépendance dans le temps de la modification de géométrie de la pièce usinée, mais aussi l'allure dans le temps en résultant pour la force de réaction de la pièce. La figure 8 montre de telles allures de courbes pour s = f(t) et F = f(t), s représentant la profondeur de pénétration en fonction de la matière f et du temps t, alors que F signifie la force de laminage également en fonction de la

matière f et du temps t.

Dans un tel cas également, les allures théoriques des courbes s = f(t) et F = f(t) peuvent être enregistrées en entier ou en tant que valeurs minimales/maximales dans un microprocesseur

ou bien dans de simples circuits mini/maxi du dispositif 1 propre-

ment dit.

Cette comparaison entre les valeurs théoriques et réelles décide au sujet de la qualité de la pièce 2 et par conséquent entre

"pièce bonne" et "pièce rebut".

De façon analogue aux enseignements des courbes relevées, ou critères de décision S = f(t) et F = f(t), d'o résulte la décision "pièce bonnes' ou "pièce rebut", il est de plus possible de déduire d'autres critères décisifs de ces courbes. Ainsi est-il par exemple possible de s'exprimer au sujet de questions telles que: d) quelles sont les valeurs d'ajustage optimales de la machine ou du dispositif 1, par exemple au sujet de la force de laminage ou du régime de rotation pour un façonnage spécial, c'est-à-dire pour une géométrie de l'outil 3,4 ou du matériau de la pièce brute 22 ? e) comment devrait s'effectuer le réglage de la force de laminage et du régime de rotation des outils 3,4 pendant le façonnage pour qu'il n'y ait pas de pointes de puissance survenant au dispositif 1 ? En ce qui concerne la réponse aux questions soulevées en d), il s'établit que selon la constitution décrite ci-avant de la mesure sur la pièce 2, de même qu'après mesure de différentes géométries et de matières, l'on obtient un grand nombre de courbes s = f(t) et F = f(t) pour différentes combinaisons de paramètres notamment du dispositif 1, de sorte qu'il puisse être déduit de la comparaison entre ces allures de courbes, quelle courbe ou quel paramètre est ou sont à retenir pour les valeurs optimales d'ajustage par rapport au façon- nage d'une pièce. Lorsque le façonnage s'opère.par exemple à l'aide

d'une machine de façonnage à commande d'amorçage ou d'un disposi-

tif 1 par exemple selon la figure 1, en liaison avec un calculateur industriel 18, ce calculateur peut acquérir et mesurer les différentes

allures de courbes s = f(t) et F = f(t), de même qu'il peut les compa-

rer à des allures de courbes, par exemple des enregistrements magnétiques 28,29 mises en mémoire ou calculées par lui-même au moyen des mesures relevées. De manière simplifiée, on pourrait

dire qu'au cas d'une telle combinaison machine/calculateur, celle-

1 5 ci, par exemple d'une opération d'essai à l'autre, ne cesse d'appren-

dre jusqu'à ce qu'en fin de compte il en résulte l'ajustage optimal des différents paramètres, comme par exemple la combinaison entre

le dispositif 1 et le déroulement dans le temps du façonnage.

Comme il s'est déjà avéré en regard de la caractéristique e), il résulte de l'ajustage invariable de la force de laminage et du régime de rotation (c'est-à-dire les deux valeurs sont réglées à une grandeur constante), une évolution de la puissance 28 du façonnage selon P = f(t), commençant par une pointe de puissance 30. P y signifie la puissance du façonnage, alors que f et t représentent le

type de matériau et la durée du laminage. Or, ces pointes de puis-

sance 30 doivent pouvoir être supportées par les outils 3,4, ce qui implique un matériel très résistant et onéreux. La durabilité de ces outils 3,4 coûteux est fortement dégradée par ces pointes de puissance. Si maintenant l'on mettait, comme déjà écrit pour la caractéristique d), en oeuvre un dispositif 1 ou une combinaison machine de laminage/calculateur selon l'invention, le calculateur 18 mesurerait les courbes s = d(t), F = I(t), les relèverait et les

comparerait aux allures de courbes p = f(t) mémorisées ou directe-

ment calculées à l'appui des mesures. Conformément à une allure déterminée de courbe P = f(t) sans pointes de puissance 30, le calculateur 18 règlerait alors le dispositif 1 et ainsi sa force de laminage, son régime de rotation ou ses autres paramètres de manière telle qu'il n'y ait plus de pointes de puissance (voir courbe 31). Afin d' éviter de telles pointes de puissance, l'on réalise grâce au dispositif 1 conforme à l'invention une allure de courbe 31 du façonnage, ou du moins l'on s'en rapproche, comme elle est représentée en pointillé sur la figure 10. Une telle allure de courbe 31 peut être valable pour différents types de matériaux, comme ils sont indiqués dans cette figure, tels que par exemple pour C 15,

C 35, C 45 et C 60.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. - Procédé pour le façonnage de pièces notamment métalliques telles que dentures, axes ou portées cylindriques, o le façonnage de la pièce s'effectue par sollicitation de cette dernière par une force de laminage d'au moins un outil, étant entendu que cet outil est pourvu d'un profil correspondant à la géométrie à imposer à la pièce, que ce profil est transmis à la pièce par laminage à froid de sorte que, pendant l'intervention de la force de laminage sur la pièce, la matière de cette dernière est incitée au fluage, et qu'au moins une partie de cette matière fluidisée reproduit sur la pièce avec le reste du matériau, non encore ou peu atteint par le profil, le degré du profilage et par là même également la géométrie propre

à l'opération de façonnage, caractérisé par le fait que pendant l'opé-

ration de façonnage de la pièce, il y a enregistremnnt continu d'une grandeur attribuée à la pièce et à l'opération et que la valeur de cet enregistrement, en fonction de son évolution chronologique, commande l'emprise dans le temps de différents paramètres de l'opération de

façonnage, en particulier en ce qui concerne la matière, la géomé-

trie d'outil, la mise en oeuvre de la force de laminage, la force circonférentielle et le régime de rotation entre autres, et ceci aussi longtemps que la géométrie au moins d'un outil exerçant la force de laminage sur la pièce et à imposer à cette pièce au cours de chaque opération de façonnage déterminée se soit reproduite sur cette pièce.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pendant le façonnage d'une pièce, on mesure pour chaque

opération une grandeur dont l'évolution chronologique règle l'inter-

vention correspondante des différents paramètres.

3. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'évolution chronologique de l'opération de façonnage peut être influencée par les paramètres y intervenant tels que propriétés de la matière, géométrie de l'outil, conception de la force de laminage, influence de la force de laminage sur la pièce ou aussi du mouvement de la pièce et/ou au moins un des outils sur la forcé de laminage, et que tous ces paramètres intervenant dans l'opération de façonnage sont réglables en importance et en durée d'actionnement sur la pièce, par la valeur relevée en continu du façonnage ayant eu lieu dans la période

de temps correspondante.

4. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une

des revendications 1 à 3, comprenant au moins un outil pourvu d'un

profil, et au moins un contre-appui s'opposant à cet outil, o au moins l'outil est logé de manière coulissante sur un support et que

cet outil peut être sollicité par une force de laminage pour le façon-

nage d'une pièce à insérer entre l'outil et le contre-appui, de même qu'au moins l'outil est doté d'un profil à transmettre à la pièce et se

présentant sous forme d'une géométrie à imposer à cette pièce, dis-

positif caractérisé par le fait qu'entre le contre-appui (3) et l'outil (4) est prévu un équipement (9) pour la mesure de l'opération de façonnage sur la pièce (2) et que cet équipement est pourvu d'une sonde (11,12) permettant des mesures sur la pièce au moins pendant la période de façonnage, cette sonde de mesure étant raccordée à un ensemble de commande (18) pouvant recevoir les différentes

valeurs de mesure détectées par la sonde, sous forme de paramè-

tres de l'opération de façonnage, cette commande étant en liaison avec des moyens d'entraînement (20,21) déclenchant des fonctions intervenant en particulier temporellement dans l'opération de façonnage.

5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'équipement de mesure (9) est du type mécanique, que la sonde de mesure pour la détermination de l'évolution du façonnage de la pièce (2) est conçue sous forme d'une règle de mesure (11), que cette dernière est portée par au moins une barre (10) et appuyée contre un palpeur (12), que la barre de même que le palpeur sont

guidés de manière plongeante par rapport à une plaque (13) de l'équi-

pement de mesure et que pour le guidage de la barre à la plaque est prévue une douille à faible friction (douille à billes 14), alors que pour le guidage du palpeur à la plaque est prévu un transmetteur inductif de course (15), de même que le transmetteur de course de

l'équipement de mesure est raccordé à la commande (18) déclen-

chant les paramètres de l'opération de façonnage.

6. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'équipement de mesure (9) est conçu de manière électrique, que la sonde de mesure (11, 12) pour la détermination du façonnage

chronologique de la pièce (2) est conçue en tant que capteur de dépla-

cement photoélectrique, ce dernier étant suspendu par cardan à un support guidé de son côté de manière plongeante par rapport à une plaque (13) de l'équipement de mesure, le guidage dudit support par

rapport à la plaque s'effectuant par l'intermédiaire d'un entraîne-

ment axial à faible friction, de même que le capteur de déplacement de l'équipement de mesure est raccordé à la commande déclenchant

les paramètres de l'opération de façonnage.

7.- Dispositif selon une des revendications 5 ou 6, carac-

térisé par le fait que la plaque (13) de l'équipement de mesure (9) est agencée au-dessus de la pièce (2), alors que la sonde (11,12) enregistrant la mesure chronologique de l'opération de façonnage est disposée dans le plan longitudinal central perpendiculaire de la

pièce au-dessus du profil usiné dans cette pièce.

8. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le contre-appui (3) est constitué par un outil présentant le même profil que l'outil mobile (4) et que ce contre-appui et l'outil

sont logés de manière rotative autour d'un axe (8).

9. - Dispositif selon une des revendications 7 ou 8, dans

lequel également l'outil servant de contre-appui est logé de manière coulissante sur un palier, caractérisé par le fait que l'équipement de mesure (9) est disposé de manière coulissante en sens axial sur un guide et qu'en vue d'un décalage synchrone de cet équipement de mesure sur le guide, l'équipement est raccordé à un entraînement

dépendant du décalage d'au moins un des outils (3,4).