FR2517573A1 - Procede de production de pieces en metal de forme annulaire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCENE UN PROCEDE DE PRODUCTION D'UN CERTAIN NOMBRE DE PIECES IDENTIQUES EN METAL DE FORME ANNULAIRE. SELON L'INVENTION, ON APPLIQUE UNE FORCE DE COMPRESSION A UNE EBAUCHE 30 ENTRE UNE MATRICE 52 POURVUE D'UN POINCON 54 ET UNE MATRICE 42 POURVUE D'UN POINCON 44, L'EBAUCHE 30 ETANT MAINTENUE ENTRE LES DEUX POINCONS ET COMPRIMEE DE FACON A CE QU'UNE PARTIE SE DILATE LATERALEMENT ET ENSUITE, ON CISAILLE CETTE PARTIE LE LONG D'UN PLAN DEFINISSANT LE POURTOUR EXTERNE DE L'EBAUCHE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA PRODUCTION D'INTERMEDIAIRES D'ENGRENAGES.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de production d'un certain nombre de pinces identiques en métal de forme annulaire à partir d'une ébauche en forme de tige, par répétition d'une combinaison séquentielle de travaux de refoulement et
Le forgeage a eté employé pour produire des pièces en métal de forme annulaire d'une résistance relativement élevée et à une haute précision, comme des intermédiaires d'engrenages par exemple.

Dans un procédé traditionnel de production de bagues ou anneaux de @@ type, une ébauche en forme de disque est d'abord formée en un intermédiaire ayant la forme d'une coupe creuse rr forgeage à la matrice, en utilisant une matrice stationnaire présentant un évidement circulaire dont le diamètre correspond au diamètre externe de la pièce en metal de forme annulaire à produire et une matrice mobile présentant une courte protubérance cylindrique dont le diamètre correspond au diamètre interne de la pièce de forme annulaire.En effet, ébauche est axialement comprimée entre les deux matrices et par consé- quent, elle est forcée à se dilater radialement dans un espace annulaire obtenu I ar l'intrusion partielle de la protubérance de la matrice mobile dans l'évidement de la matrice stationnaire.L'intermédiaire a une partie de bord annulaire plus épaisse que ne fond circulaire
Cet intermédiaire est transféré dans une autre presse qui est équipée d'une matrice de cilsaillement ayant un trou central dont le diamètre correspond au diamètre interne de l'intermédiaire, et le fond circulaire de l'intermédiaire est perforé par l'action d'un poinçon de cisaillement pouvant s'adapter dans le trou de la matrice de cisaillement pour laisser la partie de bord annulaire de l'intermédiaire en tant que pièce voulue en métal de forme annulaire. Le fond séparé de l'intermédiaire est considéré comme rebut.

D'un point de vue commeroial, ce procédé de production d'anneaux ou bagues présente un inconvénient parce qu'une partie considérable du matériau doit aller au rebut avec des fraies supplémentaires de travail pour récupérer et manipuler les rebuts des intermédiaires individuels. En outre, il est nécessaire de transférer les intermédiaires de la machine à forger à la machine à cisailler. Par ailleurs, il y a possibilité d'insuffisance de précision des pièces de forme annulaire en raison de certaines erreurs d'alignement des intermédiaires individuels avec la matrice de cisaillement.

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de production d'un certain nombre de pièces identiques en métal de forme annulaire ou ressemblant à une bague ou à un anneau, lequel procédé permet d'éviter les inconvénients ci-dessus décrits du procédé traditionnel, en permettant de produire en succession et efficacement des pièces en métal de forme annulaire de haute qualité et à un prix fortement réduit du matériau.

Le procédé selon l'invention pour la production d'un certain nombre de pièces identiques en métal de forme annulaire ou ressemblant à un anneau comprend les étapes qui suivent: (a) appliquer une force de compression à une ébauche d'un matériau de métal, qui a la forme d'une tige solide dont le pourtour externe correspond au pourtour interne des pièces en métal à produire, en direction longitudinale de 1 'ébauche afin de refouler une partie extrême de l'ébauche jusqu'à ce que cette partie extrême se transforme en une partie latéralement dilatée ayant un pourtour latéral correspondant-au pourtour externe des pièces en métal ci-dessus et une longueur correspondant à l'épaisseur de ces pièces en métal, (b) soumettre la partie latéralement dilatée de l'ébauche à un cisaillement le long d'un plan définissant le pourtour externe de l'ébauche initiale afin de séparer ainsi cette partie latéralement dilatée en une partie périphérique, qui est l'une des pièces en métal à produire, et une partie centrale qui reste comme partie extrême de l'ébauche raccourcie par l'étape (a),-et (c) répéter les étapes (a) et (b) en utilisant l'ébauche raccourcie qui reste après l'étape (b) à la place de l'ébauche de l'étape (a) initialement accomplie.

Par ce procédé, il est possible de produire non seulement des pièces en métal de forme annulaire qui ont des pourtours externe et interne circulaires mais egalement des pièces en métal de forme annulaire qui ont un trou central mais qui ne sont pas circulaires par leurspourtours externe etlou interne . Par exemple, les pourtours externe et/ou interne de telles pièces non circulaires de forme annulaire peuvent être octogonaux ou elliptiques.

Le procédé ci-dessus indiqué de l'invention est assez unique principalement parce que l'on emploie une ébauche allongée en forme de tige pour produire un certain nombre de pièces de forme annulaire ou en bague ou anneau qui sont identiques (ci-après, on omettra "en bague ou anneau"), sans former aucun trou dans l'ébauche et sans couper l'ébauche transversalement en aucun stade de production.A la première étape, une partie extrême de l'ébauche en forme de tige est soumise à un refoulement avec pour résultat que l'ébauche se transforme en un intermédiaire qui se compose d'une partie formant tige ou partie non travaillée de l'ébauche et d'une partie formant tête en forme de disque, dont le pourtour latéral correspond au pourtour externe des pièces de forme annulaire à produire et dont la longueur ou l'épaisseur correspond à l'épaisseur des pièces de forme annulaire. Naturellement, la longueur totale de cet intermédiaire est plus courte que la longueur initiale de l'ébauche.A l'étape suivante, cet intermédiaire est soumis à une opération de cisaillement pour ne séparer qu'une partie périphérique de la partie formant tête de la partie restante, le long d'un plan de cisaillement qui définit le pourtour externe de l'ébauche initiale et par conséquent, le pourtour interne-des pièces de forme annulaire. Par conséquent, la partie séparée a la forme et les dimensions des pièces souhaitées de forme annulaire.

Comme on le comprendra, aucune partie de l'ébauche initiale n'est perdue ou gâchée pendant toutes les étapes de refoulement et de cisaillement. A la fin de étape de cisaillement, l-a partie qui reste de l'intermédiaire a la forme d'une tige qui est plus courte que l'ébauche au stade initial, mais a le même pourtour externe que l'ébauche au stade initial. En conséquence, cette tige peut autre utilisée pour produire une autre pièce de forme annulaire par les mêmes étapes de refoulement et de cisaillement, et le même -processus peut être répété jusqu'à ce que l'intermédiaire à la fin de l'étape de cisaillement, devienne trop court pour donner une autre pièce de forme annulaire.

Dans ce procédé, par conséquent, seule une très petite partie de l'ébauche est mise au rebut quand la longueur initiale de l'ébauche est suffisamment importante en comparaison au volume de chaque pièce de forme annulaire.

L'étape de refoulement et l'étape de cisaillement peuvent être accomplies en utilisant deux appareils séparés respectivement, mais il est possible et avantageux d'accomplir consécutivement ces deux étapes dans le même appareil. Dans ce dernier cas, on utilisera une machine à forger ou une presse ayant deux matrices agencées face à face, dont chacune présente un trou de guidage identique en coupe transversale, à 1 'ébauche en forme de tige et deux poinçons ajustés coulissants dans les deux trous, respectivement. Le refoulement d'une partie extrême de l'ébauche est accompli tout en maintenant la partie restante de 1 'ébauche dans le trou de guidage de 1 'une des matrices, et le cisaillement de l'intermédiaire ci-dessus est obtenu en appliquant une force axiale de poussée à l'intermédiaire par l'un des poinçons tandis que la partie périphérique de la partie formant tête de l'intermédiaire est maintenue entre les faces des matrices, comme on 1' expliquera ci-après.En accomplissant consécutivement les étapes de refoulement et de cisaillement de cette façon, il est possible d'améliorer fortement la productivité et, par ailleurs, on obtient des pièces de forme annulaire ayant une meilleure précision parce qu'il n'y a pas de possibilité d'erreur d'alignement entre opération de refoulement et l'opération de cisaillement.

A l'étape initiale, le refoulement de la partie extrême de l'ébauche peut être accompli soit à la façon d'un refoulement libre entre deux faces opposées de matrice ou à la façon d'un refoulement res-treint vu une sorte de forgeage a matrice fermée comme on l'illustrera ci-après.

Le procédé selon l'invention est assez adapte à la production de pièces de forme annulaire en elliages d'aluminium, et on peut également l'utIl-Qer pour la production de pièces de forme annulaire en certains aciers comme des aciers au chrome. Dans de nombreux cas, ce procédé peut être accomple sans devoir chauffer l'ébauche, mais quelquefois un préchauffage de celle-ci devient nécessaire, en particulier dans le cas du travail des aciers.

L'invention sera mieux comprisse i et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faits en référence aux dessins schématiques annexés dennés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
- les figures 1(A), 1(B) et 1(C) illustrent le mode de transformation d une- ébauche o'5-rculaire en une pièce de forme annulaire dons un proche traditionnel de production d'anneaux ou bagues,
- les figures 2(A) et 2(B) illustrent une étape de forgeage dans le procédé traditionnel, et la figure 2(C) illustre une étape de perçage au poinçon dans le même procédé;;
- la figure 3(A) est une vue fragmentaire et partiellement en coupe longitudinale d'un groupe de matrices et de poinçons utilisé dais un procédé de production d'anneaux selon un mode de réalisation de l'invention, et les figures 3(B) à 3(J) montrent le même groupe de matrices et poinçons en différents stades du même procédé;
- la figure 4(A) est une vue en perspective d'une ébauche cylindrique à utiliser dans le procédé illustré par les figures 3(A) à 3(J). et 1s figures 4(B) à 4(E) illustrent le mode de transformation séquentielle de cette ébauche dans le même procédé;;
- la figure 5 est un schéma montrant-la séquence et l'étendue des mouvements des poinçons et de la matrice supérieure dela fsgRlre 3(A) dans le procédé illustré par les figures 3(A) à 3(J), le temps étant indiqué sur l'axe des abscisses et la position verticale sur l'axe des ordonnées;
- la figure 6(A) est une vue fragmentaire et partiellement en coupe longitudinale d'un groupe de matrices et poinçons utilisé dans un procédé de production de bagues ou anneaux selon un autre mode de réalisation de l'invention, et les figures 6(B) à 6(G) montrent le même groupe de matrices et poinçons en différents stades du même procédé;
- les figures 7(A) à 7(C) illustrent le mode de transformation d'une ébauche cylindrique dans le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G);;
- la figure 8(A) est une vue fragmentaire et partiellement en coupe longitudinale d'un groupe de matrices et poinçons utilisé dans un procédé de production d'anneaux selon un autre mode de réalisation de l'invention, et les figures 8(B) à 8(G) montrent le même groupe de matrices et poinçons à différents stades du même procédé;
- les figures 9(A) à 9(C) illustrent le mode de transformation d'une ébauche cylindrique dans le procédé illustré par les figures 8(A) à 8(G)
- la figure 10 est un schéma montrant la séquence et l'étendue des mouvements des poinçons et de la matrice supérieure de la figure 8(A) dans le procédé illustré par les figures 8(A) à 8(G);;
- les figures 11, 12 et 13 montrent respectivement trois groupes encore différents de matrices et poinçons qui sont également à utiliser dans des procédés de production d'anneaux selon l'in .rention;
- les figures 14(A) à 14(C) montrent un groupe de matrices et poinçons du type illustré sur la figure Il en trois stades différents d'un procédé de production d'anneaux selon un autre mode de réalisation de lvinvention,
- la figure 15 est une vue fragmentaire et en perspective dtune matrice à utiliser dans un procédé de production d'anneaux selon l'invention pour produire un anneau ayant des dents; et
- la figure 16 est une vue en perspective d'une pièce en métal de firme annulaire ayant une forme grossièrement octagonale selon un exemple de pièces de forme annulaire de diverses formes que l'on peut produire par le procédé selon l'invention.

Avant de décrire les modes de réalisation de l'invention, on se référera aux figures 1(A) à 1(C) et aux figures 2(A) à 2(C) qui illustrent le procédé traditionnel ci-dessus de production d'une pièce métallique de forme annulaire.

La figure 1(A) montre une ébauche 10 en forme de disque à utiliser dans le procédé traditionnel. Le diamètre de l'ébauche 10 est plus petit que le diamètre externe de l'anneau à produire, mais l'épaisseur de l'ébauche 10 est supérieure à celle de l'anneau. La figure 2(A) montre un groupe de matrices à forger 20 et 22 qui sont fixées à une presse à forger (non représentée) pour accomplir l'étape initiale du procédé de production d'anneaux. La face de la matrice inférieure 20 présente un évidement circulaire 21 dont le diamètre correspond au diamètre externe de l'anneau à produire, et la face de la matrice supérieure 22 présente une courte protubérance cylindrique 23 dont le diamètre correspond au diamètre interne de l'anneau.

L'ébauche 10 en forme de disque est placée au centre de l'évidement 21 dans la matrice inférieure 20, et la matrice supérieure 22 est descendue pour comprimer l'ébauche 10 entre les deux matrices 20 et 22, comme le montre la figure 2(B). L'ébauche 10 est forcée à se réduire en épaisseur et à se dilater radialement, mais la dilatation radiale est restreinte par la paroi cylindrique définissant le pourtour de l'évidement circulaire 21, ainsi la partie dilatée du matériau de l'ébauche s'écoule vers la matrice supérieure 22. La descente de la matrice supérieure 22 continue jusqu'à ce qu'un espace annulaire formé par l'intrusion partielle de la protubérance 23 de la matrice supérieure 22 dans ltévidement 21 de la matrice inférieure 20 soit rempli de la partie radialement dilatée du matériau de l'ébauche.Par suite, l'ébauche 10 se transforme en un intermédiaire 12 que l'on peut voir sur la figure-1(B), qui a la forme d'une coupe peu profonde consistant en un fond plat et circulaire 14 et un bord annulaire 16 plus épais que le fond 14.

En se référant à la figure 2(C), cet intermédiaire 12 est transféré dans une autre presse (non représentée) équipée d'une matrice de cisaillement 24 ayant un trou cylindrique 25 dont le diamètre est égal au diamètre interne de l'anneau voulu et par conséquent, au diamètre interne de l'intermédiaire 12. L'intermédiaire 12 est placé sur la matrice de cisaillement 24 en alignement axial avec le trou 25, et un poinçon de cisaillement 26 est descendu pour perforer le fond central 14 de -l'intermédiaire 12 avec pour résultat que le bord annulaire 16 de l'intermédiaire 12 se transforme en une pièce en métal de forme annulaire comme on peut le voir sur la figure 1(C).

Le fond séparé 14 de l'intermédiaire 12 doit être mis au rebut.

Contrairement au- procédé traditionnel ci-dessus décrit et illustré, les caractéristiques distinctives de la présente invention seront facilement comprises à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation préférés.

En tant que premier mode de réalisation de l'invention, les figures 3(A) à 3(J), 4(A) à 4(E) et 5 illustrent un procédé de production deux certain nombre de pièces identiques en métal de forme annulaire dont les pourtours externe et interne sont circulaires Le figure 4(A) montre une ébauche 30 sous forme deux cylindre solide ou plein utilisé dans ce pro--dé. Le diamètre de cette ébauche 30 correspond au diamètre interne des pièces en métal de forme annulaire (ci-après simplement anneaux) à produire.La longueur LO de l'ébauche 30 est supérieure au double de ? épaisseur de chaque anneau et le volume de l'ébauche 30 est supérieur au double du volume de chaque anneau.

La figure 3(A) montre un appareil 40 à utiliser dans ce procédé. En réalité, l'appareil 40 comprend une presse traditionnelle qui sert de machine à forger, mais la presse est omise de l'illustration. La partie principale de cet appareil 40 se compose d'une matrice inférieure 42 qui est fixée à la base de la presse et qui est traversée d'un trou vertical et cylindrique 43, d'une matrice supérieure 52 qui est fixée à un piston principal de la presse et qui est traversée d'un trou cylindrique 53 en alignement axial avec le trou 43 de la matrice inférieure 42, d'un poinçon inférieur 44 qui s 'a::uste coulissait dans le trou 43 de la matrice inférieure 42 et qui est supporté a un sous-piston inférieur de la presse, et d'un poinçon supérieur 54 qui s'adapte coulissant dans le trou 53 de la matrice supérieure 52 et qui est supporté par un souspiston supérieur de la presse. Les deux trous 43 et 53 ont le même diamètre qui correspond au diamètre des anneaux à produire.La face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42 et la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52 sont plates et parallèles l'une à l'autre, et l'extrémité supérieure 49 du poinçon inférieur 44 ainsi que l'extrémité Inférieure 59 du poinçon supérieur 54 sont plates et parallèles aux faces 45, 55 des matrices.

Pour accomplir non seulement un travail de refoulement mais également un travail de cisaillement au moyen de cet appareil, une région de bord circulaire 47 de la matrice inférieure 42 à l'embouchure supérieure du trou 43 et une région de bord circulaire 57 du poinçon supérieur 54 à son extrémité inférieure sont durcies par traitement thermique pour former des bords de coupe.(Ces bords de coupe 47, 57 seront omis de l'illustration sur les figures subséquentes).

Initialement, la matrice supérieure 52 est suffisamment espàcée de la matrice inférieure 42 avec le poinçon supérieur 54 placé de façon que sa face extrême inférieure 59 soit à fleur avec la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52. Le poinçon inférieur 44 est maintenu à une position suffisamment basse, et l'ébauche cylindrique 30 de la figure 4(A) est ajustée dans le trou 43 de la matrice inférieure 42 afin de reposer sur la face extrême supérieure 49 du poinçon inférieur 44 et de faire partiellement saillie du trou 43 vers la matrice supérieure 52. La longueur M a de la partie en saillie de l'ébauche 30 sur la figure 3(A) est supérieure à l'épaisseur d'un anneau à produire et elle est avantageusement prédéterminée selon les dimensions de l'anneau.

La figure 5 est un schéma montrant les changements des positions verticales de la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52 (représentée en traits pleins), de l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 (représentée en traits mixtes) et de l'extrémité supérieure 49 du poinçon inférieur 44 (représentée en pointilles) pendant le fonctionnement de l'appareil 40 pour accomplir le procédé de production d'anneaux. Le point A sur la figure 5 correspond à l'étant initial représenté sur la figure 3(A).

Dans une opération de refoulement en tant que première étape du procédé de production d'anneaux, la matrice supérieure 52 est descendue en même temps que le poinçon supérieur 54 afin que l'extrémité inférieure 59 du poinçon 54 serve de partie de la face supérieure de matrice 55. Au point P sur la figure 5, le poinçon supérieur 54 vient en contact avec l'ébauche 30 et tandis que la matrice supérieure 52 et le poinçon 54 continuent à descendre, la partie en saillie de l'ébauche 30 subit un refoulement libre. En effet, cette partie de l'ébauche 30 est axialement comprimée et forcée à se dilater radialeent.

La descente de la matrice supérieure 52 et du poinçon 54 se termine au point B sur la figure 5 où la distance entre les matrices supérieure et inférieure 52 et 42 atteint une valeur prédéterminée h comme un peut le voir sur la figure 3(B).

Pendant le processus de refoulement libre du point P au point B, l'ébauche 30 se transforme en un intermédiaire 31 représenté sur les figures 3(R) et 4(B). Cet intermédiaire 31 se compose d'une partie formant tige cylindrique 32, c'est-à-dire la partie inférieure de l'ébauche cylindrique 30 qui est maire dans le trou 43 de la matrice inférieure 42, et d'une partie formant tête 33 en forme de disque d'un diamètre considérable- ment plus grand que celui de la partie formant tige 32.L'épais- seur de la partie formant tête 33 est égale à la distance cidessus mentionnée h entre les deux matrices 42 et 52, et le diamètre de la partie formant tête 33 est déterminé par l'étendue de compression ou ia différence entre la longueur initiale de la partie en saillie de l'ébauche 30 sur la figure 3(A) et l'épaisseur h.

Avec l'intermédiaire 31 maintenu dans l'appareil 40 à l'état de la figure 3(B), une opération de cisaillement, en tant que seconde étape de ce procédé, est commencée an point
Q sur la figure 5, en forçant le poinçon supérieur 54 à descendre et en déplaçant simultanément le poinçon inférieur 44 vers le bas selon la descente du poinçon supérieur 54. La matrice supérieure 52 ne se déplace pas en ce stade. Le mouvement simultané des poinçons supérieur et inférieur 54 et 44 continue jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 entre dans le trou 43 de la matrice inférieure 42 et atteigne un niveau quelque peu en dessous de celui de la face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42 comme on peut le voir sur la figure 3(C). Sur la figure 5, le point C correspond à la figure 3(C).

Pendant ce mouvement des deux poinçons 54 et 44, la partie formant tête 33 de l'intermédiaire 31 est cisaillée le long d'un plan cylindrique entre la région radialement centrale ayant le même diamètre que le poinçon 54 et la région périphérique annulaire, par I'effet des bords de coupe 47 et 57 ci-dessus mentionnés. Par suite, l'intermédiaire 31 se sépare en un anneau 34 et un cylindre solide 35 comme on peut le voir sur la figure 4(C). Comme on le comprendra, le pourtour interne de cet anneau 34 est une surface cylindrique mais le pourtour externe est une surface longitudinalement arrondie et radialement convexe vers l'extérieur.Bien entendu, le diamètre interne de 'anneau 34 correspond au diamètre du poinçon supérieur 54 et l'épaisseur de l'anneau 34 est la même que l'épaisseur h ci-dessus de la partie formant tête 33 de l'intermédiaire 31. Le cylindre solide ou plein 35 a le même diamètre que l'ébauche 30 de la figure 4(A) et une longueur L1 plus courte que la longueur initiale L0 de l'ébauche 30. La différence entre les deux longueurs Lg et L1 est déterminée par le volume de l'anneau 34. Pour obtenir anneau 34 ayant une surface cylindrique interne très lisse, il est efficace d'exercer une contre-charge d'une grandeur appropriée sur l'intermédiaire 31, au moyen du poinçon inférieur descendant 44 pendant le processus de cisaillement ci-dessus décrit.

Après avoir fini le cisaillement, la matrice supérieure 52 et le poinçon supérieur 54 sont remontés, en partant au point R sur la figure 5. Alors, l'anneau 34 se sépare de la matrice inférieure 42 pour remonter en même temps que la matrice supérieure 52 et le poinçon supérieur 54, comme on peut le voir sur la figure 3(D), car l'anneau 34 est ajusté très serré sur le poinçon 54. Pour détacher l'anneau 34 du poinçon supérieur 54, celui-ci est tiré vers le haut à une allure supérieure à celle de la matrice supérieure 52 comme on peut le voir sur la figure 5.Au point E sur la figure 5, où la montée du poinçon supérieur 54 est terminée, l'extrémité inférieure 59 du poinçon 54 atteint le niveau initial de la même face extrême 59 sur la figure 3(A), mais la face ex-trC-.-me inférieure 55 de la matrice supérieure 52 est cependant à un niveau légèrement plus bas, ce qui signifie qu l'extrémité inférieure 59 du poinçon 54 est dans le trou 53 de la m-trice supérieure 52 comme on peut le voir sur la figure 3(E).Par conséquent, l'anneau 34 se sépare du poirçon supérieur 54 avant arrivée de celui-ci au niveau du point E, Après un court temps, la matrice supérieure 52 atteint le point F sur la figure 5 où la face extrême inférieure 55 de la matrice 52 vient à fleur avec l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54.

Alternativement, le détachement de l'anneau 34 peut être accompli en tirant la matrice supérieure 52 vers le haut ainsi que le poinçon supérieur 54 à la même allure à partir du point R sur la figure 5 jusqu'au point E ou F, et en tirant ensuite encore le poinçon supérieur 54 seul jusqu'à ce que son extrémité inférieure 59 rentre dans la trou 53 de la matrice supérieure 52.

Pendant la montée de la matrice supérieure 52 et du poinçon supérieur 54, le poinçon inférieur 44 remonte pour pousser le cylindre solide 35 vers le haut, lequel reste dans le trou 43 de la matrice inférieure 42 avec pour résultat que l'extrémité supérieure 49 du poinçon inférieur 44 monte du niveau du point tW sur la figure 5 au ni niveau du point T où la face extrême supérieure du c-jlindre 35 estau-dessus et à la distance M@ décrite an se référant à la figure 3(A) par rapport à la face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42 comme le montre la figure 3(F).

Dans cet état, l'extrémité supérieure 49 du poinçon inférieur 44 est à un niveau au-dessus de son niveau initial (indiqué sur la figure 3(F) en tracé fantôme) à l'état de la figure 3(A) d'une distance y qui est déterminée par le volume de l'anneau 34. Il sera apparent que la longueur L1 du matériau cylindriqe 35 en ce stade est donnée par
LO-y
Ainsi, le premier cycle de l'opération est terminé avec pour résultat qu'une partie extrême de l'ébauche initiale 30 est transformée en anneau 34 en tant que premier produit de ce procédé.

Ensuite, le second cycle de 1'opération commence pour produire un autre anneau en utilisant le cylindre solide ou plein 35 retenu dans l'appareil à l'état de la figure 3(F) en tant que matériau d'ébauche. La descente simultanée de la matrice supérieure 52 et du poinçon supérieur 54 débute au point A' de la figure 5. Le poinçon supérieur 54 vient en contact avec l'ébauche 35 au point P', et ensuite la partie extrême en saillie de l'ébauche 35 subit un refoulement libre jusqu'à ce que la descente de la matrice supérieure 52 et du poinçon 54 se termine au point B' où la distance entre les matrices supérieure et inférieure 52 et 42 atteint la valeur prédéterminée h que l'on peut voir sur la figure 3(G). Par ce travail de refoulement, 'ébauche cylindrique 35 se transforme en un intermédiaire 36 que l'on peut voir sur la figure 4(D).

Cet intermédiaire 36 est identique à l'intermédiaire 31 du premier cycle à l'exception que la partie formant tige cylindrique 37 de cet intermédiaire 36 est plus courte que la contre-partie de l'intermédiaire 31 précédent.

Ensuite, l'étape de cisaillement débute au point Q' en forçant le poinçon supérieur 54 à descendre et en déplaçant simultanément le poinçon inférieur vers le bas, entez estcomplétee au point C' où l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 est quelque peu en dessous du niveau de la face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42 comme on peut le- voir sur la figure 3(H).

Par suite, l'intermédiaire 37 se divise en un anneau 34 et un cylindre solide 38 comme on peut le voir sur la figure 4(E). Cet anneau 34 est identique à l'anneau 34 de la figure 4(C) et par conséquent, c'est le produit du second cycle de l'opération. Le cylindre solide ou plein 38 a une longueur L2 qui est inférieure à la longueur L1 de la figure 4(C) de la valeur 2 ci-dessus mentionnée.

Ensuite, l'anneau 34 est détaché du poinçon supérieur 54 en déplaçant la matrice supérieure 52 du du point R' sur la figure 5 au point F' et le poinçon supérieur 54 du point R! au point E' comme le montrent les figures 3(H) à 3(J). Le poinçon inférieur 44 est remonté du point ' au pInt T! pour pousser le cylindre plein 38 vers le haut , lequel reste dans le trou 43, afin que la face extrême supérieure du cylindre 38 atteigne un niveau au-dessus et à la distance prédéterminée Ma de la face supérieure 45 de la matrice inférieure 42.Dans cet état, l'extrémité supérieure 49 du poinçon inférieur 44 est à un niveau au-dessus de son niveau à l'état de la figure 3(F), de la distance y ci-dessus mentionnée.

Un cycle suivant de l'opération de production d'un autre anneau peut débuter au point A" sur la figure 5, en utilisant le cylindre plein 38 retenu dans l'appareil 40 à l'état de la figure 3(J) en tant que matériau de l'ébauche.

On décrira maintenant un autre mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures 6(A) à 6(G) et 7(A) à 7(C). Ce mode de réalisation est une modification partielle du procédé et du dispositif illustrés par les figures 3(A) à 3(J) et 4(A) à 4(E) pour accomplir une déformation initiale de l'ébauche à la façon d'un refoulement restreint.

La figure 6(A) montre un appareil 60 à utiliser dans ce procédé. La partie principale de cet appareil 60 se compose d'une matrice inférieure 62 qui est fixée à la base d'une presse traditionnelle (non représentée) qui sert de machine à forger, d'un poinçon inférieur 64 qui s'ajuste coulissant dans un trou vertical et cylindrique 63 de la matrice inférieure 62 et qui est supporté par un souspiston inférieur de la presse, d'une matrice supérieure 52 qui est fixée à un piston principal de la presse et qui est traversée d'un trou cylindrique 53 en alignement axial avec le trou 63 de la matrice inférieure 62 et d'un poinçon supérieur 54 qui s'adapte coulissant dans le trou 53 et qui est supporté par un sous-piston supérieur de la presse.

La matrice supérieure 52 et le poinçon supérieur 54 peuvent être pris comme étant identiques aux contre-parties de l'appareil 40 de la figure 4(A). Les deux trous 63 et 53 ont le même diamètre qui correspond au diamètre interne des anneaux à produire. La matrice inférieure 62 a une face extrême supérieure 55 qui est plate et parallèle à la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52, mais un évidement cylindrique 66 est formé dans cette face extrême 65, concentriquement au trou 63. Cet évidement 66 a un diamètre externe qui correspond au diamètre externe des anneaux à produire, et la profondeur d de cet évidement 66 est égale à l'épaisseur des anneaux. Le repère 67 désigne un bord de coupe circonférentiel.

L'ébauche cylindrique 30 de la figure 4(A) est également utilisée dans ce procédé. Initialement, la matrice supérieure 52 est suffisamment espacée de la matrice inférieure 62 avec l'extrémité inférieure39oupoinçon supérieur 54 maintenue à fleur avec la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52. Le poinçon inférieur 64 est maintenu à une-position suffisamment basse, et l'ébauche cylindrique 30 est ajustée dans le trou 63 de la matrice inférieure 62 afin de reposer sur l'extrémité supérieure 69 du poinçon 64 et de faire partiellement saillie de la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 62, vers la matrice supérieure 52. Comme l'ébauche 30 occupe une région centrale de l'évidement circulaire 66, la région restante de cet évidement 66 devient un espace annulaire. La longueur Mb de la partie extrême en saillie de l'ébauche 30 est déterminée de façon que le volume de la partie en saillie soit égal au volume de chaque anneau à produire.

L'appareil 60 de la figure 6(A) fonctionne de façon que la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52, l'extrémité inférieure 59 du poinçon 54 et l'extrémité supérieure 69 du poinçon inférieur 64 changent de positions respectivesà la façon représentée par le schéma déjà décrit de la figure 5. Le point A de la figure 5 correspond à l'étant initial représenté sur la figure 6(A).

Une opération de refoulement --à la première étape de ce procédé est effectuée en déplaçant la matrice supérieure 52 en même temps que le poinçon supérieur 54.

Au point P de la figure 5, le Se poinçon supérieur 54 vient en contact avec l'ébauche 30, et au point B, la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52 vient en contact avec la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 62. Pendant la descente de la matrice supérieure 52 et du poinçon 54 du point P au point B. la partie extrême de l'ébauche 30 faisant saillie par l'évidement 66 de la matrice inférieure 62, subit un refoulement tandis que la dilatation radiale du matériau de l'ébauche est restreinte par la paroi cylindrique définissant le pourtour externe de l'évidement 66.A la fin de cette opération, l'espace annulaire ci-dessus mentionné formé par l'évidement 66 est totalement rempli du matériau de l'ébauche comme le montre la figure 6(B), ainsi l'ébauche 30 se transforme en un inteniédiaire 131 représenté sur la figure 7(A). Cet intermédiaire se compose d'une parti formant tige cylindrique 132 et d'une partie formant te 133 en forme de disque dont le dismètre correspond au diamètre externe de l'annesu à produira. Bien entendu, l'épaisseur de la partie formant tête 133 est égale à la profondeur d de l'évidement 66 dans la matrice inférieure 62.Comme on peut le voir, cet intermédiaire 131 est presque semblable à l'intermédiaire 31 de la figure 4 à l'exception que la partie formant tête 133 de cet tinter médiaire 131 a une surface latérale exactement cylindrique
Alors, une opération de cisaillement en tant que seconde étape de ce procédé, est effectuée de la même façon que l'opération de cisaillement dans le mode de réalisation précédemment décrit, avec pour résultat que l'intermédiaire 131 se sépare en un anneau 134 et un cylindre plein ou solide 135 comme le montre les figures 6(C) et 7(B). Le pourtour interne et le pourtour externe de cet anneau 134 ont tous deux des surfaces cylindriques.

Le cylindre plein 135 a le même diamètre que 5 'ébauche 30 et une longueur L1 plus courte que la longueur initiale Lg de l'ébauche 30, de la valeur Z représentée sur la figure 5.

Pour obtenir l'anneau 134 ayant une surface interne très lisse, il est efficace d'exercer une contre-charge d'une grandeur appropriée sur l'intermédiaire 131, par le poinçon inférieur 64 qui descend pendant l'opération de cisaillement.

Ensuite; l'anneau 134 en tant que premier produit de ce procédé, est détache du poinçon supérieur 54 par le même processus que dans le mode de réalisation précédemment décrit, comme le montrent les figures 6(D) et 6(E). A la fin de l'opération du premier cycle, l'appareil 60 est ajusté de façon à prendre l'état de la figure 6(F) où l'extrémité supérieure 69 du poinçon inférieur 64 est à un niveau au-dessus de son niveau initial (indiqué en tracéfant8me) de la distance L , gui est déterminée par le volume de l'anneau 134 et qui est égale à la différence entre la longueur initiale Lg de l'ébauche 30 et la longueur L1 du cylindre solide 135 en ce stade.

Ensuite, le second cycle d'opération est accompli pour produire un autre anneau en utilisant le cylindre 135 qui est retenu dans l'appareil 60 à l'étant de la figure 6(F), en tant que matériau de l'ébauche. La descente simultanée de la matrice supérieure 52 et du poinçon supérieur 54 à partIr du point A' jusqu'au point B' de la figure 5 a pour résultat la transformation du cylindre 135 en un intermédIaire 136 représente sur les figures 6(G) et 7(C). Cet intermédiaire 136 est identique àl'intermé- diaire 131 du premier cycle à l'exception que la partie formant tige cylindrique 137 de cet intermédiaire 1S6 est plus courte que sa contre-partie de l'intermédiaire précédent 131.L'opération subséquente de cisaillement ainsi que le détachement de l'anneau produit par rapport au poinçon supérieur sont accomplis de la même façon que dans le premier cycle.

Les anneaux 134 produits par ce procédé sont exactement tels que conçus dans leur forme et ont une excellente précIsion dimensionnelle.

Les figures 8(A) à 8(G), 9(A) à 9(C) et 10 illustren- un autre mode de réalisation de l'invention.

Dans ce procédé, une partie etr-8me de l'ébauche est d'abord déformée à une étendue limitée par refoulement libre et est ensuite encore déformée à une forme souhaitée par forgeage en matrice fermée.

Comme on peut le voir sur la fIgure 8(A), l'appareil 60 pour accomplir ce procédé est identique à celui du procédé illustré sur les figures 6(A) à 6(G), et l'ébauche cylindrique 30 de la figure 4(A) est également utilisée dans ce procédé. rnitialement, l'embauche 30 est ajustée dans le trou central 63 de la matrice inférieure 62 afin de reposer sur l'extrémite supérieure 69 du poinçon inférieur 64 suffisamment abaissé et de partiellement faire saillie de la face ex-'"rtme supérieure 65 de la matrice inférieure 62 vers la matrice supérieure 52. Dans ce cas, la longueur M c de la partie en saillie de l'ébauche 30 est plus courte que la longueur Mb dans le cas de la figure 6(A).

L'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 est maintenue à fleur avec la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52.

Dans ce procédé, l'appareil 60 fonotionne de façon que la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52, l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 et l'extrémité supérieure 69 du poinçon inférieur 64 changent de positionsrespectives à la façon représentée sur le schéma de la figure 10. Le point A de la figure 10 correspond à l'état initial représenté sur la figure 8(A).

L'opération débute en déplaçant la matrice supérieure 52 ainsi que le poinçon supérieur 54. Au point P de la figure 10, le poinçon supérieur 54 vient en contact avec l'ébauche 30, et au point B, la face extrême inférieure 55 de la matrice supérieure 52 vient en contact avec la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 62 comme le montre a figure 8(B). Pendant la descente de la matrice supérieure 52 et du poinçon 54, du point P au point B, la partie extrême de l'ébauche 30 faisant saillie par l'évidement 66 de la matrice inférieure 62, subit un refoulement libre sans arrivée de la partie radialement dilatée à la paroi cylindrique définissant le pourtour externe de l'évidement 66 parce que la longueur M c de la partie extrême faisant saillie de la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 52 est petite par rapport au diamètre et à la profondeur de l'évidement 66.

Par ce processus de refoulement libre, l'ébauche cylindrique 30 se transforme en un premier intermédiaire 231 représenté sur les figures 8(B) et 9(A). Cet intermédiaire 231 se compose d'une partie formant tige cylindrique 232 et d'une partie formant tête 233 d'un plus grand diamètre que la partie formant tige 232. L'épaisseur de la partie formant tête 233 est égale à la profondeur de l'évidement 66 de la matrice inférieure 62,mis le diamètre de cette partie formant tête 233 est plus petit que le diamètre de l'evidement 66, selon le diamètre externe de l'anneau à produire.

Ensuite, le poinçon supérieur 54 seul est encore descendu du point Q au point C sur la figure 10. Par ce mouvement du poinçon supérieur 54, la partie formant tête 233 du premier intermédiaire 231 est comprimée dans sa région centrale , ce qui réduit son épaisseur et elle se dilate latéralement ou est extrudée dans sa région périphérique dans l'espace annulaire fermé qui est laissé dans l'évidement 66 de la matrice inférieure 62 jusqu'à un remplissage complet de l'espace annulaire par le matériau extrudé de l'ébauche comme le montre la figure 8(C) correspondant au point C de la figure 10. Par suite, le premier intermédiaire231 se transforme en un second intermédiaire 231A représenté sur les figures 8(C) et 9(B).

cet intermédiaire 231A a la même partie formant tige 232 que le premier intermédiaire 231 et une partie formant tête 233A qui se compose d'une partie centrale et relativement mince contiguë à la partie formant tige 232 ainsi qu'une partie de bord annulaire. En d'autres termes, cette partie formant tête 233A a la forme d'un disque ayant un évidement cylindrique. Comme cela est apparent sur la figure 8(C), les diamètres externe et interne et l'épais- seur de ce bord annulaire sont ceux de l'anneau à produire.

Pour accomplir consécuti@ement le ciseillement de l'inter médiaire 231A à l'état de la figure 8(C), le poinçon supérieur 54 est eroore abaissé du point C au point D sur la figure 10, et slmultanément le poinçon inférieur 64 est descendu selon la descente du poinçon supérieur 54.

L'état de l'appareil 60 au point D est représenté sur la figure 8(D) où l'extrémité inférieure 59 du poinçon supérieur 54 est quelque peu en dessous du fond 61 de l'évidement 66 dans la matrice inférieure 62. Par suite, le second intermédiaire 231A se sépare en un anneau 234 et un cylindre solide ou plein 235 comme on peut le voir sur les figures 8(D) et 9(C). On comprendra que cet anneau 234 et ce cylindre 235 sont identiques à l'anneau 134 et au cylindre 135 de la figure 5(B), respectivement.

Ensuite, l'anneau 234 an tant que premier produit de ce procédé, est détaché du poinçon supérieur 54 par le même processus que dans iea modes de réalisation précédem- ment décrits, comme cela est illustré par les figures 8(E) et 8(F). A la fin de l'opération du premier cycle, l'appareil 60 est ajusté pour prendre l'état représenté sur la figure 8(G), où l'extrémité supérieure 69 du poinçon inférieur 64 est à un niveau au-dessus de son niveau initial (indiqué en tracé fantôme) de la distance y cidessus mentionnée.

Ensuite, le second cycle de l'opération est accompli pour produire un autre anneau en utilisant le cylindre solide cu plein 235 retenu dans l'appareil 60 à l'état de la figure 8(G), comme matériau d'ébaucae.

Ce procédé présente le même mérite que le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G). En outre, il est possible de contrôler l'étendue de remplissage de l'espace annulaire dans 1 'évidement 66 au moyen du matériau dilaté en faisant varier le moment du toint C sur la figure 10 afin d'empêcher ainsi soit un remplissage insuffisant pouvant avoir pour résultat une imprécision de la forme de l'anneau produit ou un remplissage excessif pouvant endommager l'appareil.

La figure il montre l'appareil 70 comme alternative à l'appareil 60 des figures 6(A) et 8(A) pour accomplir soit le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G) ou le procédé illustré par les figures 8(A) à 8(G). La matrice inférieure 42 et le poinçon inférieur 44 de cet appareil sont identiques aux contre-parties de l'appareil 40 de la figure 3(A). Une matrice supérieure 72 verticalement mobile de cet appareil 7 a une face extrême inférieure 75 quiestplate et parallèle à la face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42, -et elle présente un trou vertical 73 en alignement axial avec le trou 43 de la matrice inférieure 42. Les deux trous 43 et 73 ont le même diamètre. Un évidement cylindrique 76 est formé à la face extrême inférieure 75 de la matrice supérieure 72, concentriquement avec le trou 73.Cet évidement 76 a un diamètre qui correspond au diamètre externe des anneaux à produire, et la profondeur de cet évidement 76 est égale à l'épaisseur des anneaux. Un poinçon supérieur 74 ayant une extrémité plate 79 s'ajuste coulissant dans le trou centrale73 de la matrice supérieure 72. Comme on le comprendra facilement, l'évidement 76 dans cet appareil 70 remplit le même but que l'évidement 66 de la matrice inférieure 62 de l'appareil 60 de la figure 6(A). En utilisation, l'ébauche cylindrique 30 est maintenue dans la matrice inférieure 42,et le processus de refoulement est débuté on faisant descendre la matrice supérieure 72 en même temps que le poinçon supérieur 74 maintenu de façon que son extrémité inférieure 79 soit à fleur avec le fond 71 de l'évidement 76.

La figure 12 montre l'appareil 80 qui est une modification de l'appareil 70 de la figure 11. En principe, cet appareil 80 est une combinaison de la matrice inférieure 62 et du poinçon inférieur 64 de la figure 6(A) et de la matrice supérieure 72 et du poinçon supérieur 74 de la figure Il En effet, la matrice inférieure 62A de cet appareil 80 présente un évidement cylindrique 66A concentrique avec le trGtl 633 et la matrice supérieure 72A présente un évidement cylindrique 76A concentrique avec le trou 73.Les deux évidements 66A et 76A ont le même diamètre qui correspond au diamètre externe des anneaux à produire, mais chacun de ces évidements 66A, 76A a une profondeur plus faible que l'épaisseur des anneaux, ainsi quand la matrice supérieure 72A est en proche contact avec la matrice inférieure 62A, la distance entre le fond 61 de l'évidement inférieur 66A et le fond 71 de l'évidement supérieur 76A est en accord avec l'épaisseur des anneaux.L'ébauche 30 est maintenue dans la matrice inférieure 62A et le processus de refoulement débute en abaissant la matrice supérieure 72A et le poinçon supérieur 74 avec l'extrémité inierieure 79 du poinçon 74 maintenue à fleur avec le fond 71 de l'évidement 76A de la matrice supérieure 72A. Le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G) et le procédé illustré par les figures 8(A) à 8(G) peuvent être accomplis en utilisant cet appareil 80.

La figure 13 montre un appareil 90 conçu encore différemment pour accomplir un procédé selon l'invention.

Ur,e matrice inférieure 6233 et un poinçon inférieur 64 de cet appareil sont presque identiques aux contre-parties de l'appareil 60 de la figure 6(A). Cependant, un evidement cylindrique 66B formé dans la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 62B, concentriquement avec le trou 63, a une profondeur supérieure à l'épaisseur des anneaux à produire. Le diamètre de cet évidement 66B correspond au diamètre externe des anneaux.Une matrice supérieure 82 verticalement mobile de cet appareil a une forme cylindrique à sa partie extrême inférieure afin de s'ajuster coulissante dans l'évidement 66B de la matrice inférieure 6213. Cette matrice supérieure 82 présente un trou vertical 83 en alignement axial avec le trou 63 de la matrice inférieure 62B, et un poinçon supérieur 84 ayant une extrémité inférieure plate 89 s'adapte coulissant dans ce trou 83. Les deux trous 63 et 83 ont le même diamètre correspondant au diamètre interne des anneaux.

Dans le trou 63 de la matrice inférieure 62B, l'ébauche cylindrique 30 repose sur l t extrémité supérieure 69 du poinçon inférieur 64, qui est placé de façon qu'une partie extrême de l'ébauche 30 fasse saillie dans l'évidement 663. La face extrême supérieure de l'ébauche 30 peut atteindre un niveau au-dessus de la face extrême supérieure 65 de la matrice inférieure 62B, bien que cela ne soit pas nécessaire.Un refoulement de cette partie extrême de l'ébauche 30 est accompli en déplaçant la matrice supérieure 82 vers le bas, en même temps que le poinçon supérieur 84 avec son extrémité inférieure 89 maintenue à fleur avec la face extrême inférieure 85 de la matrice 82, pour faire intrusion dans ltévidement 66B dans la matrice inférieure 62B jusqu'à.ce que la distance de la face extrême inférieure 85 de la matrice supérieure 82 au fond 61 de l'évidement 66B atteigne une valeur prédéterminée correspondant à l'épaisséur des anneaux à produire.

Cet appareil 90 peut être utilisé pour accomplir le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G) ou le procédé illustré par les figures 8(A) à 8(G), mais cet appareil 90 présente particulièrement ces avantages quand on l'utilise dans le premier procédé, parce que dans l'opération de refoulement, simplement en ajustant la course de la matrice supérieure 82, cela permet de n'obtenir ni remplissage insuffisant ni remplissage excessif de l'espace annulaire dans l'évidement 66B par le matériau latéralement dilaté de l'ébauche.

On comprendra que chacun des modes de réalisation ci-dessus décrits de l'invention peut être modifié en utilisant la matrice supérieure comme matrice stationnaire et la matrice inférieure comme matrice verticalement mobile sans différence dans le principe du procédé de production d'anneaux ainsi que le résultat. Il est également possible de déplacer B matrice supérieure et- la matrice inférieure.

En outre, l'agencement vertical des matrices supérieure et inférieure peut etre inversé afin que l'ébauche soit fixée dans l'orifice de la matrice supérieure. Comme différente modification , l'agencement verticalement face à face des deux matricss et des deux poinçons dans chaque mode de réalisation peut entre modifié pour un agencement horizontalement f ace ç face afin que 1 ébauche cylindrique soit maintenue Rorizontalement et travaillée en utilisant l'une des deux matrices en tant que matrice horizontalement mobile ou en utillsant les deux en tant que matrices mobiles.

Il est également possible d'accomplir l'étape de refoulement ainsi que l'étape suivante de cisaillement dans un procédé selon l'invention, an ne déplaçant que les poinçons tout en maintenant les deux matrices en position fixe. Par exemple, les fi iras 14(A) à 14(C) illustrent le fonctionnement de l'appareil de la figure il de cette façon.

Comme on peut le voir sur la figure 14(A), la matrice supérieure 72 est pressée contre la matrice inférieure 42 afin que les races extrêmes plates 45 et 75 des deux matrices 42 et 72 ; ient maintenues en proche contact l'une avec l'autre. Le poinçon inférieur 44 est placé de façon que son extrémité supérieure 49 soit à fleur avec la face de matrice 45, et l'ébauche cylindrique 30 est insérée dans le trou 73 de la matrice supérieure 72 pour reposer sur l'extrémite supérieure 49 du poinçon inférieur 44. En conséquence, une partie radialement externe de l'évidement 7E de la mffrice supérieure 72 devient un espace annulaire et fermé entourant la partie extrême inférieure de l'ébauche 30. Dans cet état, le poinçon supérieur 74 est descendu pour comprimer l'ébauche 30 contre le poinçon inférieur 44 afin de refouler ainsi une partie extrême de l'ébauche 30 jusqu'à remplissage complet de l'espace annulaire au moyen du matériau de l'ébauche qui est latéralement dilaté, comme on peut le voir sur la figure 14(B).Par suite, l'ébauche 30'se transforme en un in-termEdiaire 231 qui est semblable, par sa forme, à l'intermédiaire 131 de la figure 7(A).

L'étape de cisaillement est accompli à la suite, en forçant le poinçon supérieur 74 à descendre encore et en déplaçant simultanément la poinçon inférieur 44 vers le bas selon la descente du poinçon supérieur 74. En se référant à la figure 14(C), la descente des deux poinçons 74 et 44 continue jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 79 du poinçon supérieur 74 atteigne un niveau légèrement en dessous de la face extrême supérieure 45 de la matrice inférieure 42, bien que le cisaillement de l'intermédiaire 231 sur la figure 14(B), pour le diviser en un anneau 234 et un cylindre solide ou plein 235 comme on peut le voir sur la figure 14(C) > ne nécessite pas une si grande course de descente des poinçons 74 et 44, le cylindre solide 235 est donc totalement reçu dans le trou 43 de la matrice inférieure 42.Ensuite, la matrice supérieure 72 est séparée de la matrice inférieure 42 et le poinçon supérieur 74 est tiré vers le haut pour sortir l'anneau produit 234.

La figure 15 montre une matrice en métal 162 à utiliser en tant que matrice inférieure 62 soit dans le dispositif 60 de la figure 6(A) ou dans le dispositif 90 de la figure 13, si l'on souhaite produire une pièce en métal de forme annulaire ayant des dents d'engrenage sur son pourtour externe, par un procédé selon l'invention.

La matrice 162 a une surface plate 165 à sa face extrême supérieure et elle est traversée d'un trou vertical et cylindrique 163. Dans la face extrême supérieure 165, un evidement cylindrique 166 est formé concentriquement au trou 163, et des dents internes d'engrenage 170 sont coupées dans la surface cylindrique définissant le pourtour externe de l'évidement 166.En accomplissant l'opération de refoulement en espace fermé illu-str par les figures 6(A) et 6(B) ou 8(A) à 8(C), ou mieux en utilisant le dispositif 90 de la figure 13, il est possible d'obtenir un intermédiaire qui est fondamentalement semblable à l'intermédiaire 131 de la figure 7(A) mais qui présente des dents externes d'engregage correspondant aux dents 170 de la matrice 162 sur la surface cylindrique de la partie formant tête. Par conséquent, on obtient une pièce en métal de forme annulaire ayant des dents externes en accomplissant consécutivement l'opération déjà décrite de cisaillement, sans aucune modification.

Dans les modes de réalisation ci-dessus décrits de l'invention, le dispositif et l'ébauche sont conçus de façon à produire des pièces en métal de forme annulaire qui sont circulaires sur 1-suis pourtours externe et interne.

Cependant, il est également possible de produire des pieces en métal de forme annulaire qui sont non circulaires sur leurs pourtours externe etJo interne. Par exemple, la figure 16 montre une pièce en métal 200 de forme annulaire dont les pourtours externe et interne sont a? peu près octogonaux. Cette pièce en métal 200 peut être produite par le procédé illustré par les figures 6(A) à 6(G), par exemple, en modifiant la forme en coupe transversale de l'ébauche, des poinçons supérieur et inférieur et des trous dans les matrices supérieure et inférieure à une forme à peu près octogonale correspondant au pourtour interne de la pièce en métal 200 et la forme en coupe transversale dans l'évidement de la matrice inférieure à la forme à peu près octogonale du pourtour externe de la pièce en métal 200. Bien entendu, des pièces en métal de forme annulaire ayant toute autre forme polygonale peuvent être produites par une modification semblable. Comme on le comprendra, il est également possible de produire des pièces en métal de forme annulaire ayant des pourtours elliptiques par un procédé selon l'invention.

Claims (19)

R E V E N D I C A T I O N S

1.- Procédé de production d'un certain nombre de pièces métalliques et identiques de forme annulaire ou en anneaux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de

(a) appliquer une force de compression à une ébauche (30) en un matériau de métal, qui a la forme d'une tige pleine ayant un pourtour externe correspondant au pourtour interne desdites pièces à produire, dans une direction longitudinale de ladite ébauche afin de refouler une partie extrême.de ladite ébauche jusqu'à ce que ladite partie extrême se transforme en une partie latéralement dilatée (33, 133, 233A) ayant un pourtour latéral oorres- pondant au pourtour externe desdites pièces en métal et une longueur correspondant à l'épaisseur desdites pièces en métal;;

(b) soumettre ladite partie latéralement -dilatée à un cisaillement le long d'un plan définissant le pourtour externe de ladite ébauche afin de séparer ainsi ladite partie latéralement dilatée en une partie périphérique (34, 1345 234) qui est l'une desdites pièces en métal et une partie centrale qui reste en tant que partie extrême de ladite ébauche raccourcie par l'étape (a), et

(c) répéter les étapes (a) et (b) en utilisant l'ébauche raccourcie qui reste après l'étape (b) à la place de ladite ébauche à l'étape initiale (a).

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes de maintenir l'ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (43) formé dans une première matrice (42) ayant une face plate (45) afin que la partie extrême de ladite ébauche fasse longitudinalement saillie dudit trou de guidage dans un espace entre ladite face de matrice et une face de matrice plate (55, 59) d'une seconde matrice (52) agencée face à ladite première matrice, et de déplacer au moins 1,une desdites première et seconde matrices vers l'autre pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche et diminuer en conséquence la distance entre lesdites fa; es extrêmes desdites première et seconde matrices jusqu'à ce que la distance soit en accord avec l'épaisseur des pièces en métal à produire.

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes de maintenir l'ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (63) formé dans une première matrice (62) qui a une face plate (65) et présente un évidement (66) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec ledit trou et ayant une profondeur correspondent à l'épaisseur des pièces en métal précitées et un pourtour externe correspondant au pourtour externe desdites pièces en métal, afin que la partie extrême précitée de 1 ébauche précitée fasse longitudinelement saillie' dudit trou de guidage dans un espace entre ladite face et une face plate (55 59) d'ulle seconde matrice (52) agencée face à ladite première matrice à travers une i--éÌon centrale dudit évidemment, et de déplacer au moins l'une desdites première et seconde matrices vers l'autre pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche et diminuer en conséquence la distance mire e lesdites faces desdites premier et seconde matrices jusqu'à ce que lesdites faces viennent en proche contact l'une avec l'autre, la longueur de ladite partie extrême de ladite ébauche étant déterminée de façon qu'un espace formé par une région périphérique dudit évidement soit totalement rempli d'une partie latéralement dilatée ne ladite partie extrême de ladite ébauche quand lesdites faces de matrice viennent en contact l'une avec l'autre.

4.- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes de maintenir l'ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (43) formé dans une première matrice (4;;2) ayant une face plate (45) de façon que la partie extrême de l'ébauche précitée fasse longitudinalement saillie dudit trou de guidage dans un espace entre ladite face de matrice et une face plate (75) d'une seconde matrice (72), qui est agencée face à ladite première matrice et qui présente un évidement (76) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec ledit trou de guidage et ayant une profondeur correspondant à l'épaisseur des pièces en métal précitées et un pourtour externe correspondant au pourtour externe desdites pièces en métal, et de déplacer au moins l'une desdites première et seconde matrices vers l'autre, afin de permettre ainsi à ladite partie extrême de ladite ébauche de faire intrusion dans ledit évidement et de venir en contact avec le fond (71) dudit évidement, pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche et diminuer en conséquence la distance entre lesdites faces desdites première et seconde matrices jusqu'à ce que lesdites faces viennent en proche contact l'une avec l'autre, la longueur de ladite partie extrême de ladite ébauche étant déterminée de façon qu'un espace formé par une région périphérique dudit évidement soit totalement rempli d'une partie latéralement dilatée de ladite partie extrême de ladite ébauche quand lesdites faces viennent en contact l'une avec 1 'autre.

5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes de maintenir ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (63) formé dans une première matrice (62A) qui a une face plate (65) et qui présente un évidement (66A) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec ledit trou de guidage et ayant une profondeur inférieure à l'épaisseur des pièces métal précitées et un pourtour externe correspondant au pourtour externe desdites pièces en métal, afin que la partie extrême précitée de l'ébauche précitée fasse longitudinalement saillie dudit trou de guidage dans un espace entre ladite face de matrice et une face plate (75) d'une seconde matrice (72A), qui est agencée face à ladite première matrice et qui présente un evidement (76A) dans sa face, ledit évidement de ladite seconde matrice étant coaxial avec ledit trou de guidage et ayant une profondeur correspondant à la distance entre l'épaisseur desdites pièces en métal et la profondeur dudit évidement de ladite première matrice et le même pourtour externe que ledit évidement de ladite première matrice, et de déplacer au moins l'une desdites première et seconde matrices vers l'autre, afin de permettre ainsi à ladite partie extrême de ladite ébauche de faire intrusion dans ledit évidement de ladite seconde matrice et de venir en contact avec le fond (71) dudit évidement de ladite seconde matrice, pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche et diminuer en conséquerce la distance entre lesdites faces desdites première et seconde matrices Susqulà ce que lesdites faces viennent en proche contact l'une avec l'autre, la longueur de ladite partie extrême de ladite ébauche étant déterminée de façon qu'un espace formé par les régions périphériques desdits évidements desdites première et seconde matricessoit totalement rempli d'urne partie latéralement dilatée de ladite partie extrême de ladite ébauche quand lesdites faces viennent en contact l'une avec l'autre.

6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes de maintenir l'ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (63) formé dans une première matrice (62B) qui a une face plate (65) et qui présente un évidement (66B) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec ledit trou de guidage et ayant une profondeur supérieure à l'épaisseur des pièces en métal précitées et un pourtour externe correspondant au pourtour externe des dites pièces en métal, afin que ladite partie extrême de ladite ébauche fasse longitudinalement saillie dudit trou de guidage dans un espace entre le fond (61) dudit évidement et une face plate (85, 89) d'une seconde matrice (82), agencée face à la première matrice et qui a une partie extrême pouvant s'adapter coulissante dans ledit évidement, et de déplacer au moins l'une desdites première et seconde matrices vers l'autre pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche et diminuer en conséquence la distance entre ladite face de ladite seconde matrice et le fond (61) dudit évidement (66B) jusqu'à ce que ladite distance soit en accord avec l'épaisseur desdites pièces en métal, la longueur de ladite partie extrême de ladite ébauche étant déterminée de façon qu'un espace formé par un fond et une région périphérique dudit évidement soit totalement rempli d'une partie latéralement dilatée de ladite partie extrême de ladite ébauche à la fin du mouvement d'au moins l'une desdites première et seconde matrices.

7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 6, caractérisé en ce que la seconde matrice (52, 82) précitée présente un trou (53, 83) qui est coaxial et identique, en coupe transversale, au trou de guidage précité de la première matrice précitée avec un poinçon (54, 84) s'adaptant coulissant dans ledit trou, l'étape (a) précitée étant accomplie en maintenant une face extrême dudit poinçon à fleur avec la face de ladite seconde matrice pour faire partie de ladite face de ladite seconde matrice, l'étape (b) précitée étant accomplie en forçant ledit poinçon à se déplacer vers ladite première matrice tandis que lesdites prémière et seconde matrices sont maintenues à l'état à la fin de l'étape (a), afin de pousser ainsi l'ébauche à l'exception de la partie latéralement dilatée précitée jusqu'à ce que la face extrême dudit poinçon entre dans le trou de guidage de ladite première matrice.

8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première matrice précitée est pourvue d'un plongeur (44, 64) s'adaptant coulissant dans le trou de guidage précité, l'étape (a) précitée étant accomplie en maintenant ledit plongeur en position fixe pour supporter l'ébauche précitée, l'étape (b) précitée étant accomplie en déplaçant ledit plongeur selon le mouvement dudit poinçon.

9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé on ce que la seconde matrice (72,72A) précitée est traversée d'un trou (73) qui est coaxial et identique, en coupe transversale, au trou de guidage de la première matrice précitée avec un poinçon (74) s'adaptant coulissant dans ledit trou, l'étape (a) précitée étant accomplie en maintenant une face extrême dudit poinçon à fleur avec le fond dudit évidement de ladite seconde matrice , l'étape (b) précitée étant accomplie en forçant ledit poinçon à se déplacer vers ladite première matrice tandis que lesdites première et seconde matrices sont maintenues à l'état à la fin de l'étape (a), afin de pousser ainsi l'ébauche à l'exception de la partie latéralement dilatée jusqu'à ce que ladite face extrême dudit poinçon entre dans ledit trou de guidage de ladite premie-r matrice.

10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première matrice précitée est pourvue deux plongeur (44, 64) qui s adapte coulissant dans le minou de guidage précite, l'étape (a) précitée étant accomplie on maintenant ledit plongeur en position fixe pour supporter l'ébauche précitée, l'étape (b) précitée étant accomplie en déplaçant ledit plongeur selon le mouvement du poinçon précité.

11.- Procédé selon Ta revendication 1= caracterise en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous étapes de (i) maintenir l'ébauche précitée dans un trou de guidage et de fixation (63) formé dans une première matrice (62) qui a une face plate (65) et qui présente un évidement (66) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec le trou de guidage et ayant une profondeur qui correspond à l'épaisseur des pièces en métal précitées et un pourtour externe correspondant au pourtour externe desdites pièces en métal, de façon que ladite parti e extrême de ladite ébauche fasse longitudinalement saillie dudit trou de guidage dans un espace entre ladite face de matrice et une face plate (55, 59) d'une seconde matrice (52) agencée face à ladite première matrice et ayant un trou (53) qui est coaxial et identique, en coupe transversale, au trou de guidage > avec un poinçon (54) qui s'adapte coulissant dans ledit trou, (ii) déplacer au moins l'unie desdites première et seconde matrices vers 1'autre tandis que ledit poinçon est maintenu de façon qu'une face extrême dudit poinçon soit à fleur avec ladite face de ladite seconde matrice pour faire partie de ladite face de matrice afin de comprimer longitudinalement la partie extrême de ladite ébauche et en conséquence de diminuer la distance entre lesdites faces de matrice desdites première et seconde matrices jusqu'à ce que lesdites faces viennent en proche contact l'une avec l'autre, la longueur de ladite partie extrême de ladite ébauche étant déterminée de façon qu'un espace formé par une région périphérique dudit évidement et défini entre le fond dudit évidement et ladite face de ladite seconde matrice ne soit que partiellement rempli d'une partie latéralement dilatée de ladite partie extrême de ladite ébauche, et (iii) forcer ledit poinçon à se déplacer vers ladite première matrice tandis que lesdites première et seconde matrices sont maintenues à l'état a la fin de l'étape (a), afin de comprimer ainsi encore une région centrale de ladite partie extrême de ladite ébauche et d'augmenter en conséquence le volume de la partie latéralement dilatée de ladite partie extrême de ladite ébauche jusqu'à ce que l'espace formé par la région périphérique dudit évidement soit totalement rempli de la partie latéralement dilatée de la partie extrême de ladite ébauche.

12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première matrice précitée est pourvue d'un plongeur (64) fixé coulissant dans le trou de guidage précité, l'étape (a) précitée étant accomplie en maintenant ledit plongeur en position fixe pour supporter lébauchepricitée, étape pe(6)pr6dte étant accomplie en forçant ledit poinçon à se déplacer vers la seconde matrice précitée tandis que lesdites première t seconde matrices sont maintenues à l'état à la fin de l'étape (a) afin de pousser ainsi l'ébauche à ltexception de sa partie latéralement dilatée et de déplacer simultanément ledit plongeur selon le mouvement dudit poins n jusqu'à ce que la face extrême dudit poinçon entre dans ledit trou de guidage.

13.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) précitée comprend les sous-étapes d'insérer l'ébauche précitée dans un trou de fixation (73) formé dans une première matrice (72) qui a une face plate (75) et qui présente un évidement (76) dans ladite face, ledit évidement étant coaxial avec ledit trou de guidage et ayant une profondeur correspondant à l'épaisseur des pièces en métal préc::tees et un pourtour externe correspondant au pourtour externe desdites pièces on. métal, afin que ladite partie extrême de ladite ébauche fasse longitudinalement saillie dans ledit évidement et vienne en contact avec une face plate (45) d'une seconde matrice (42) agencée face à ladite première matrice et maintenue stationnaire avec sa face en proche contact avec la face de ladite première matrice, ladite première matrice étant pourvue d'un poinçon (74) fixé coulissant dans ledit trou pour venir en contact avec l'autre extrémité de ladite ébauche, et de déplacer ledit poinçon vers ladite seconde matrice pour comprimer longitudinalement ladite partie extrême de ladite ébauche contre ladite face de ladite seconde matrice jusqu'à ce qu'un espace formé par une région périphérique dudit évidement et défini entre le fond dudit évidement et la face de ladite seconde matrice soit totalement rempli d'une partie latéralement dilaté de la partie extrême de ladite ébauche.

14. - Procédé selon la revendication 13 > caractérisé en ce que la seconde matrice précitée est traversée d'un trou (43) coaxial et identique, en coupe transversale, au trou de la première matrice précitée et est pourvue d'un plongeur (44) fixé coulissant dans son trou, l'étape (a) précitée étant accomplie en maintenant une face extrême dudit plongeur à leur avec face de ladite seconde matrice pour faire partie de face de ladite seconde matrice, l'étape (b) précitée étant accomplie en forçant ledit poinçon à se déplacer vers ladite seconde matrice tandis que lesdites première et seconde matrices sont maintenues à l'état à la fin de l'étape (a), afin de pousser ainsi l'ébauche à l'exception de sa partie latéralement dilatée et de déplacer simultanément ledit plongeur selon le mouvement dudit poinçon jusqu'à ce que la face extrême dudit poinçon qui est en contact avec ladite ébauche entre dans le trou de ladite seconde matrice.

15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3, 4, 6, Il ou 13, caractérisé en ce qu'unie paroi définissant le pourtour externe de l'évidement précité présente des dents d'engrenage venant de matière, ainsi chacune des pièces en métal précitées est formée avec des dents externes d'engrenage qui correspondent auxdites dents internes.

16.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ébauche précitée est cylindrique.

17.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme en coupe transversale de l'ébauche précitée est sensiblement polygonale.

18.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme en coupe transversale de l'ébauche précitée est elliptique.

19.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape de préchauffer l'ébauche précitée avant l'étape (a) précitée.