FR2696113A1 - Procédé et installation pour le forgeage automatique et en continu à partir de bruts longiformes. - Google Patents

Abstract

Ce procédé consiste: - à ne pas séparer l'ébauche (B) du brut longiforme (1) pour former, depuis le poste de refoulement (3) jusqu'à un poste (9) de sectionnement du résidu, un flan longiforme continu (G) qui, composé d'une succession d'ébauches (A-B), puis de résidus (C) liés par des ponts de matière, s'étend horizontalement en traversant les différents postes, et à exercer sur le flan longiforme (G), au moins pendant chacune des deux phases d'estampage et d'ébavurage par découpage, un effort longitudinal de traction de valeur constante et en direction de l'aval, pour accumuler de ce côté les déformations longitudinales du flan, - et, seulement après la phase d'ébavurage par découpage, à procéder au sectionnement du résidu (C) terminant le flan longiforme (G). Dans l'installation, le four (5) est un four tunnel dont l'axe longitudinal est confondu, comme celui de tous les autres postes de travail, avec la trajectoire rectiligne du brut longifonne (1), tandis que tous ces postes sont positionnés sur cette trajectoire en rapport avec le pas d'avancement du flan longiforme (G) et sont associés à un automate (80), à un poste (8) de tirage du flan longiforme (G), apte, entre chaque cycle, à déplacer le flan longiforme d'un pas, et à un poste aval (9) de sectionnement du rebut (C).

Description

"Procédé et installation pour le forgeage automatique et en continu à partir de bruts longiformes".

L'invention est relative à la fabrication par forgeage de pièces diverses à partir d'un brut longiforme, tel que du fil ou du plat. Elle vise, en particulier, mais non exclusivement, la fabrication d'ébauches de lames de couteau ou de clés, plates ou autres.

Actuellement, la fabrication d'ébauches de lames de couteau composées, d'une lame, d'une mitre et d'une soie, est réalisée à partir d'un fil métallique qui, se dévidant d'une bobine, est d'abord redressé verticalement et horizontalement dans une machine à redresser, puis est découpé en lopins. Ces lopins sont introduits manuellement et unitairement dans une machine à refouler les portant localement à une température de l'ordre de 12000 C et comportant des mâchoires dont au moins l'une est déplaçable en direction de l'autre pour former, dans la zone chauffée du lopin, une excroissance en forme de boule constituant l'ébauche de la mitre.

Après chauffage dans un four à une température de l'ordre de 11000 C, chaque lopin est amené, unitairement et manuellement, dans l'empreinte inférieure d'un marteau pilon ou d'une presse d'estampage qui réalise, en deux frappes, l'ébauche de la lame.

Après passage dans un four de recuit, chaque ébauche est disposée manuellement dans l'empreinte d'une presse de découpage, la débarrassant des excédents de matière formant des bavures débordant du contour de la lame. Cette opération d'ébavurage est en général effectuée dans des conditions favorisant un léger cintrage de l'ébauche et impliquant une opération de planage, effectuée à un autre poste.

La fabrication de l'ébauche est poursuivie par des opérations de trempe et de revenu.

Pour terminer la lame, il reste à la soumettre à une opération d'émouture, suivie d'une trempe et d'un revenu, et à une opération de polissage.

Avec cette technique traditionnelle de fabrication de l'ébauche, à chacun des postes qui suivent la machine à redresser, l'alimentation et l'enlèvement des pièces sont effectués manuellement et les postes d'estampage, de découpage, de planage et de trempe nécessitent la présence permanente d'un opérateur. I1 en résulte que cette technique exige une main d'oeuvre importante, qui intervient défavorablement sur le coût de production.

Pour réduire les temps de manipulation et le personnel affecté à cette tâche, il a été envisagé d'avoir recours à des manipulateurs automatiques, mais il s'est avéré que la forme des ébauches, et notamment la présence d'une excroissance de forme générale elliptique correspondant à la mitre, ne permettait pas une prise précise par les pinces de tels appareils.

Par ailleurs, et lorsque les postes d'estampage et de découpage sont alimentés à partir de pièces chauffées en groupe dans un conteneur introduit dans un four, les dernières pièces prélevées peuvent, selon la cadence de travail de l'opérateur, être à une température trop basse pour l'opération en cours, ce qui favorise la formation de défauts métallurgiques.

Enfin, cette façon de procéder génère de nombreux stocks intermédiaires et conduit à un temps de fabrication long. Ces divers inconvénients interviennent également défavorablement sur le coût final de l'opération.

Dans la fabrication d'ébauches au moyen d'outils de découpe rotatifs, il est connu de souder bout à bout des fers plats et de les faire passer successivement à un poste de redressage, à un poste de chauffage et à un poste de découpage. Cette technique supprime les manipulations intermédiaires entre les diverses opérations de préparation, mais n'apportent aucune solution pour les opérations ultérieures, pour lesquelles chaque ébauche doit être reprise unitairement et manuellement.

I1 en résulte que la transposition à l'estampage, de cette technique connue dans le laminage, ne résoudrait pas la totalité des inconvénients exposés ci-dessus, d'autant plus que l'estampage entraîne un allongement de l'ébauche qui, dans le cas d'une ébauche longiforme continue, doit être pris en compte pour assurer le positionnement précis au poste suivant.

I1 ressort qu'à ce jour, il n'a pas été possible d'automatiser les postes de fabrication d'une chaîne d'estampage et de découpage en raison des difficultés rencontrées pour positionner parfaitement l'ébauche par rapport aux empreintes et, notamment, pour positionner la mitre pour un couteau, ou l'excroissance en C pour une clé plate.

La présente invention a pour but de fournir un procédé de fabrication qui supprime toute manipulation, depuis le poste de déroulage du fil jusqu'au poste de découpage des résidus, et qui permet d'obtenir des caractéristiques métallurgiques régulières, tout en supprimant tous les stocks intermédiaires.

Le procédé selon l'invention consiste, pour chaque cycle de fabrication:
- à ne pas séparer l'ébauche du brut longiforme pour former, depuis le poste de refoulement jusqu'à un poste de sectionnement du résidu, un flan longiforme continu qui, composé d'une succession d'ébauches, puis de résidus liés par un pont de matière, s'étend horizontalement en traversant les différents postes,
- à réaliser la phase d'estampage pendant que les empreintes de découpage sont écartées,
- à réaliser la phase d'ébavurage par découpage, à la suite de la phase d'estampage, pendant que les empreintes d'estampage sont écartées et au moment où le flan longiforme est localement à une température compatible avec cette opération,
- à exercer sur le flan longiforme, au moins pendant chacune des deux phases d'estampage et d'ébavurage par découpage, un effort longitudinal de traction de valeur constante et en direction de l'aval, pour absorber les déformations longitudinales du flan,
- et, seulement après la phase d'ébavurage par découpage, à procéder au sectionnement des résidus prolongeant le flan longiforme.

Avec ce procédé, les diverses ébauches formées sur le brut longiforme, respectivement, par la machine à refouler, et par les empreintes d'estampage, de même que le résidu forme par les empreintes de découpage, restent liés les uns aux autres pour former une sorte de chapelet continu constituant le flan longiforme qui, bien entendu, est déplacé d'un pas dans l'intervalle entre chaque cycle de fabrication. Ainsi, toutes les manipulations entre les postes successifs sont supprimées.

Par ailleurs, et en raison de la disposition du poste d'ébavurage par découpage, immédiatement après le poste d'estampage, l'opération de découpage est effectuée sur une pièce à température élevée, c'est à dire à mi chaud, ce qui permet de supprimer les phases de trempe et de recuit qui sont normalement indispensables lorsque les deux postes sont séparées et que le poste d'ébavurage par découpage est alimenté manuellement.

Bien entendu, l'automatisation de ce procédé permet non seulement de réduire le personnel affecté aux tâches des fabrications et aux tâches de manipulation, mais aussi de réduire globalement le temps de fabrication d'une ébauche.

Dans une forme de mise en oeuvre préférée, le procédé consiste également, entre la phase d'estampage et la phase d'ébavurage par découpage, et alors que l'extrémité amont du flan longiforme est immobilisée par pinçage au poste de refoulement, à interrompre temporairement la traction longitudinale sur le flan longiforme, afin que la flexion vers le bas consécutive au seul poids de l'ensemble de ce flan longiforme, amène une ébauche de ce flan dans l'empreinte inférieure du poste d'ébavurage par découpage, en assurant ainsi le positionnement de cette ébauche dans l'empreinte.

Cette phase de mise en place est particulièrement intéressante puisqu'elle permet d'assurer le positionnement de l'ébauche dans l'empreinte inférieure du poste de découpage, en absorbant ainsi les éventuelles variations d'allongement de chaque ébauche par rapport au flan longiforme.

L'invention vise également une installation pour forger automatiquement, du type comprenant un dévidoir rotatif d'au moins une bobine de brut longiforme, un poste de redressement de ce brut, un poste de forgeage par refoulement à chaud dans ce brut d'au moins une excroissance, un four portant les ébauches à une température supérieure à la température d'estampage, un poste d'estampage et un poste d'ébavurage par découpage.

Selon l'invention, le four est un four tunnel dont l'axe longitudinal est confondu, comme celui de tous les autres postes de travail, avec la trajectoire rectiligne du brut longiforme prolongé par un flan longiforme continu, composé d'une succession d'ébauches formées aux différents postes et réunies par des ponts de matière, tandis que tous ces postes sont positionnés sur cette trajectoire, en rapport avec le pas d'avancement du flan longiforme et sont associés::
- d'une part, à un automate régissant leur fonctionnement,
- d'autre part, à un poste de tirage du flan longiforme, disposé en aval du poste d'ébavurage par découpage, et apte, sous le contrôle de l'automate, au moins pendant les phases d'estampage et d'ébavurage par découpage de chaque cycle, à lui communiquer une tension longitudinale vers l'aval, et, entre chaque cycle, à déplacer le flan longiforme d'un pas,
- et, de plus, à un poste aval de sectionnement du résidu du flan.

Une telle installation fonctionne de manière entièrement automatique et, après réglage, ne nécessite que la présence temporaire d'une personne pour vérifier son fonctionnement correct et procéder à l'évacuation des pièces découpées, des rebuts et à l'alimentation en brut longiforme.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette installation dans le cas de son application à la réalisation d'une lame de couteau.

Figure 1 est une vue en plan par dessus de l'ensemble de l'installation, et de son schéma fonctionnel simplifié,
Figure 2 est une vue de côté en coupe longitudinale de l'installation de figure 1,
Figure 3 est une vue de côté en coupe longitudinale d'une forme d'exécution du poste de tirage,
Figures 4 et 5 sont des vues partielles en coupe suivant IV-IV et V-V de figure 3,
Figures 6 et 7 sont des vues en élévation, respectivement, de côté et en plan par dessus, de la partie amont de l'installation allant depuis le poste de dévidage jusqu'au poste de refoulement,
Figures 8, 9 et 10 sont des vues de côté en élévation de la partie aval de l'installation allant du pilon au poste de tirage, respectivement, dans la phase d'estampage, dans la phase de positionnement du flan longiforme au poste de découpage, et dans la phase de découpage,
Figure 1 1 est une vue partielle montrant, de côté en élévation, le poste de tirage à la fin du cycle de fabrication,
Figure 12 est une partielle, en plan par dessus, montrant les éléments constitutifs du flan longiforme.

Comme montré aux figures 1 et 2, cette installation est composée, d'amont en aval, d'un poste de dévidage désigné par la référence 2, d'un poste 3 de redressement du brut longiforme 1 provenant du poste de dévidage, d'un poste de refoulement 4, d'un four de chauffage 5, d'un poste d'estampage 6a, d'un poste d'ébavurage par découpage 7a, d'un poste de tirage 8, et d'un poste 9 de sectionnement du rebut.

Le poste de dévidage 2 est composé d'un support de dévidage 10, monté libre en rotation autour d'un axe vertical 11. Cet axe est calé sur un chariot 12 pouvant circuler librement sur un chemin de roulement constitué par des rails 13, disposés parallèlement à l'axe longitudinal x'-x de l'installation (figure 1). Ce chariot est attelé, en 14, à l'extrémité de la tige 15a d'un vérin dont le corps 15b est calé par rapport au sol.

Le poste 3 de redressement du brut longiforme 1 est composé, de façon connue, de plusieurs paires de galets 16. Chacun de ces galets est relié à des moyens aptes à l'entraîner en rotation et les galets de chaque paire sont séparés par un intervalle réglable pour venir presser, entre eux, le brut longiforme 1.

Le poste de refoulement 4 est, dans la forme d'exécution représentée, composé de deux paires de mâchoires transversales, à savoir une paire 17a-17b et une paire 18a-18b. Dans chaque paire, la mâchoire 17b ou 18b est reliée à des moyens aptes à la rapprocher de l'autre mâchoire, 17a ou 18a, et par exemple, à un vérin hydraulique 19. Les deux mâchoires 17a-17b occupent une position fixe par rapport à l'axe longitudinal de la machine, tandis que celles 18a-18b sont reliées à des moyens tels que des vérins 20, aptes à les rapprocher des mâchoires 17a-17b pour provoquer le refoulement du métal constituant le brut longiforme 1, comme montré à la figure 7. Le poste de refoulement 4 comporte des moyens de chauffage du brut longiforme, moyens qui, non représentés, sont de préférence du type à conduction.

Le four 5 est un four tunnel, de type à induction. Son axe longitudinal coïncide avec l'axe longitudinal x'-x de l'installation. De préférence, l'inducteur de ce four est conçu pour assurer le chauffage suivant le diamètre du brut le traversant. I1 est conçu pour porter les pièces à une température de l'ordre de 1100 et 1200 C, c'est à dire pour les porter à une température supérieure à la température d'estampage qui est de l'ordre de 950" à 1150 C selon le matériau constitutif du brut.

Comme montré schématiquement à la figure 8, le poste d'estampage 6 est essentiellement constitué par un marteau pilon 6a dont le plateau fixe 23 et le plateau mobile 24 portent chacun une empreinte, respectivement, 25 et 26.

Bien entendu, l'axe longitudinal des empreintes est en coïncidence avec l'axe longitudinal x'-x de l'installation.

Le poste d'ébavurage 7 est constitué par une presse 7a dont les plateaux, respectivement, inférieur 27 et supérieur 28, portent chacun une empreinte, respectivement, 29 et 30. Là aussi, l'axe longitudinal des deux empreintes est confondu avec l'axe longitudinal x'-x de l'installation.

Les figures 1 et 2 montrent bien que toutes les machines sont disposées sur l'axe longitudinal x'-x en rapport avec le pas P entre deux ébauches successives et que, sur toute la longueur de l'installation, c'est à dire depuis le poste dévidage 2 jusqu'au poste de sectionnement 9, le brut longiforme 1 forme, avec les ébauches A, sortant de la machine de refoulement, avec les ébauches B, quittant le poste d'estampage, et avec les résidus C, formés par le résidu ou rebut obtenu dans le flan longiforme G après l'opération de découpage, un chapelet continu, et cela grâce aux ponts de matière 32, visibles figure 12, reliant les différents éléments entre eux.

En d'autres termes, depuis le poste de dévidage 2 jusqu'au poste de sectionnement 9, disposé le plus en aval, l'installation est traversée longitudinalement par un flan longiforme continu, désigné de façon générale par la référence G. Ce flan G, qui est déplacé vers l'aval d'un pas P entre chaque cycle, est pratiquement immobile pendant chaque cycle, si l'on ne tient pas compte des déformations qui lui sont communiquées par les machines de l'installation.

Afin que les excroissances 33 formées par la machine à refouler coïncident avec les formes qui, correspondant à la mitre 34 de la lame, sont formées dans les empiemtes du poste d'estampage et du poste de découpage, et, comme montré figures 1 et 2, la machine à refouler 4 et la presse 7a sont montées mobiles sur des chemins de guidage longitudinaux 35 et 36 disposés de part et d'autre du poste d'estampage 6a. Dans la forme d'exécution représentée, ces chemins de guidage sont constitués par des rails sur lequel peuvent rouler des roues 37 fixées sous les bâtis de la machine à refouler 4 et de la presse 7a. Les bâtis précités sont chacun solidaire d'un écrou, 38 et 39, dans lequel se visse une tige filetée, respectivement, 40 et 42, pouvant être entraînée en rotation par un motoréducteur, respectivement, 43-44.Ce réglage de position est effectué chaque fois que le pas d'avancement entre deux cycles de fabrication est modifié, c'est à dire chaque fois que la longueur de la pièce devant être forgée est elle-même modifiée.

Le poste de tirage 8, montré en détails aux figures 3 à 5, est porté par un bâti 50 portant également le poste de sectionnement 9. Le bâti 50 porte, comme montré à la figure 4, au moins deux glissières longitudinales 52 et 53, sur lesquelles est monté, coulissant, un chariot 54.- Ce chariot porte une mâchoire inférieure 55 et une mâchoire supérieure 56, mobile verticalement et calée à l'extrémité d'un vérin pneumatique 57. Le déplacement du chariot 54 entre une position aval, dans laquelle, comme montré à la figure 3, il est en appui contre une butée 58 et une position amont, dans laquelle il a effectué une course vers l'aval correspondant au pas P de déplacement du flan longiforme G entre chaque cycle, est assuré par un vérin pneumatique 59 dont le corps est fixé au bâti 50 et dont la tige est attelée audit chariot.Le circuit d'alimentation de ce vérin est muni de moyens, tels qu'une vanne de décharge, limitant sa pression de fonctionnement a une valeur cosntante.

Le poste de sectionnement 9 est composé d'une cisaille-guillotine 60 et d'une paire de mâchoires de serrage, respectivement, 62-63. La cisaille comprend une enclume fixe 64 et une lame mobile 65 calée à l'extrémité de la tige d'un vérin 66 lié au bâti 50.

Comme le montre plus en détails la figure 5, la mâchoire 62 est disposée, à poste fFe sur une platine 67 du bâti 50, tandis que la mâchoire 63 est constituée par l'une des extrémités d'un levier coudé 68, articulé en 69 sur le bâti 50. L'autre partie du levier coudé sert à la fixation d'un vérin sensiblement vertical 70, dont la tige 72 peut venir en appui sur la platine 67 pour provoquer, par pivotement, le rapprochement de la mâchoire 63 en direction de la mâchoire fixe 62.

Comme le montre schématiquement la figure 1, les différents éléments de l'installation sont contrôlés et commandés par un automate 80. Cet automate est raccordé par un circuit 82 au boîtier 83 commandant le fonctionnement du vérin 15a-15b associé au chariot 12 du poste de dévidage 2.

I1 est également raccordé par un circuit 84 à un capteur 85 mesurant le déplacement du brut longiforme et, par un circuit 86, à un variateur électronique de vitesse 87, régissant l'alimentation d'un moteur électrique 88 entraînant, à travers un réducteur 89, les galets 16 du poste 4 de redressement du brut longiforme 1. La vitesse réelle du moteur 88 est mesurée par un tachymètre 90 connecté, par un circuit 92, au variateur 87, pour adaptation précise de la vitesse de ce moteur. L'automate est aussi raccordé, par un circuit 93, à un capteur infrarouge 94 détectant la température du brut longiforme dans le poste de refoulement 4 et, par un circuit 95, au boîtier 96 déclenchant la phase de refoulement.Un circuit 97 le relie à un capteur infrarouge 98 mesurant la température du flan longiforme en sortie du four tunnel à induction 5, tandis qu'un circuit 99 le relie au boîtier de commande 100 déclenchant le fonctionnement du poste d'estampage 6.

Cet automate est également relié, par un circuit 102, à un capteur infrarouge 103 mesurant la température de l'ébauche entre les deux empreintes de la presse de découpage et, par un circuit 104, au boîtier 105 commande de cette presse. Enfin, il est raccordé, par un circuit 106, au boîtier commandant l'alimentation du vérin de tirage 59 et, par un circuit 107, au distributeur 108 commandant l'alimentation du vérin de serrage 70 et du vérin de guillotine 66.

Lorsque l'installation est en fonctionnement, le flan longiforme G, formé de la succession du brut longiforme et des ébauches A-B et C réunies par des ponts de matière 32, s'étend sur toute la longueur de l'installation, comme montré à la figure 2. Au début d'un nouveau cycle de fabrication, le chariot 12 portant le dévidoir 10 est dans la position représentée à la figure 2, avec son axe 11 en Sî. Au lancement du cycle, les galets 16 du poste de redressement 3 sont entraînés à grande vitesse, de manière à communiquer au brut longiforme, un déplacement dans le sens de la flèche 110 des figures 1 et 2, tandis que, simultanément, le vérin 59 du poste de tirage est alimenté pour provoquer, grâce au serrage des mâchoires 55 et 56 sur le flan longiforme G, le déplacement d'un pas P de l'ensemble de ce flan.

Immédiatement après avoir effectué ce déplacement d'un pas, le vérin 59 ramène le chariot 54 portant les mâchoires 55 et 56, alors en position ouverte, contre la butée amont 58, puis les mâchoires 55 et 56 se referment sur le pont de matière 32 séparant deux flans découpés C.

Sous l'effet du déplacement du brut 1, le chariot 12 du dévidoir circule librement surson chemin de roulement 13, de sorte l'axe longitudinal 1 1 du dévidoir passe de sa position S1, de fin de cycle, à sa position S2 représentée en traits mixtes à la figure 2. Ce déplacement est d'autant plus aisé que toutes les mâchoires et empreintes, autres que celles 55 et 56 du poste de tirage, sont écartées et laissent la libre circulation au flan longiforme G.

Avant la fin de cette course, l'automate 80 réduit la vitesse du moteur 88, afin qu'aucun effet dynamique n'affecte la précision de la position d'arrêt du flan longiforme.

A partir de cet arrêt, les mâchoires 17a-17b et 18a-18b du poste de refoulement 3 sont serrées sur le brut longiforme qui, dans l'intervalle entre ces paires de mâchoires, est soumis, par induction électrique, à une élévation de sa température. Lorsque le capteur infrarouge 94 détecte que le brut longiforme a atteint la température de refoulement, l'automate 80 commande l'alimentation des vérins hydrauliques 20, afin que les mâchoires 18a-18b se rapprochent de celles 17a-17b pour former, sur ce brut, l'excroissance 33 de l'ébauche, montrée plus en détails à la figure 12.

Durant le refoulement, c'est à dire durant la formation de l'excroissance 33, la matière appelée en amont pour former cette excroissance est attirée par les galets 16 qui sont entraînés à une vitesse très faible, de l'ordre de 25 fois inférieure à la vitesse de défilement du flan longiforme lorsqu'il est déplacé d'un pas. Cette matière est prélevée sur la flèche f2 que forme le brut longiforme 1 entre le dévidoir et la première paire de galets 16. Cette façon de procéder permet d'obtenir un effort résistant faible, bien inférieur à celui qu'il faudrait s'il fallait faire pivoter le dévidoir, et supprime pratiquement tous les glissements lors de l'appel du fil, ce qui permet de garantir le positionnement précis de chacune des ébauches durant sa trajectoire dans l'installation.

A la fin du refoulement et avant que les paires de mâchoires 17a-17b et 18a-18b ne s'ouvrent, mais tandis que les galets 16 ne sont plus entraînés en rotation, le chariot 12 du poste de dévidage est ramené par le vérin 15a-15b à sa position de départ, avec son axe longitudinal en S1, comme montré aux figures 2et6.

Cette opération de refoulement est la plus longue de toutes les opérations effectuées par les autres moyens de l'installation qui fonctionnent donc en temps masqué. En d'autres termes, pendant cette opération de refoulement, et dès que le capteur infrarouge 98 détecte que l'ébauche A sortant du four tunnel 5 est à la température d'estampage, l'automate 80 commande la mise en route du pilon 6a de ce poste. Durant toute cette opération, qui nécessite une ou deux frappes, les plateaux du poste d'estampage 7 restent écartés et l'ensemble du flan longiforme G, pincé en amont par le poste de refoulement 4, est tiré vers l'aval, comme le montre la flèche 111 à la figure 8, par les mâchoires 55 et 56 du poste de tirage 8.

Ce tirage, effectué par le vérin 59 alimenté à pression constante, permet d'accumuler au poste de tirage la somme dl, montré figure 8, des faibles allongements longitudinaux produit par l'estampage de chacune des ébauches B disposées entre le poste d'estampage 5 et le poste de tirage 8.

Grâce à cette tension, les ébauches B ainsi obtenues ont une position constante au poste suivant de découpage.

La figure 9 montre, qu'entre la phase d'estampage et la phase d'ébavurage par découpage s'effectuant à mi chaud, c'est à dire à une température comrpise entre 450 à 600" C détectée par le capteur infrarouge 103, l'automate 80 commande l'interruption de l'alimentation du vérin 59, afin que les moyens de tirage reviennent en appui sur la butée amont 58, tout en continuant à pincer le flan longiforme G entre les mâchoires 55 et 56. Dans ces conditions, le flan longiforme G qui est toujours maintenu pincé en amont au poste de refoulement 4, fléchit vers le bas sous son propre poids en formant une flèche fl qui permet, à l'excroissance formée par la mitre 34, de venir se positionner dans la partie correspondante de l'empreinte 29 reposant sur le plateau inférieur 27 de la presse 7a.Cet agencement favorise donc le positionnement automatique du flan longiforme par rapport à l'empreinte du poste de découpage.

Avantageusement, et pour faciliter ce positionnement, la presse 7a est positionnée longitudinalement, de manière que la partie de l'empreinte recevant la mitre soit en arrière, par rapport à la mitre 34, d'une valeur d2 comprise entre 0,2 et 1 millimètre. I1 faut ici noter que cette distance d2 peut être aisément ajustée par l'opérateur en déplaçant la presse par l'intermédiaire de la tige filetée 36 entraînée par le motoréducteur 44.

Dès que le capteur infrarouge 103 détecte que l'ébauche, disposée sur l'empreinte 29, est à bonne température, l'automate 80 déclenche le fonctionnement de la presse et, en conséquence, provoque l'abaissement du plateau supérieur 28 de celle-ci et de l'empreinte 30 qu'il porte, comme montré à la figure 10. Simultanément, il commande l'alimentation du vérin de tirage 59, afin que l'allongement engendré par le découpage du flan longiforme se répercute exclusivement sur l'aval et soit sans effet sur la partie amont de ce flan.

La figure 10 met bien en évidence que l'opération de découpage s'effectue alors que les deux plateaux 23 et 24 du marteau pilon 6a sont en position espacée. La figure 1 montre que les ébauches découpées 115, ainsi obtenues, sont conduites par un convoyeur à un bac de réception 116.

En raison de leur fabrication à plat et de leur découpage à plat et à mi chaud, c'est à dire à une température comprise entre 450 et 600"C, les ébauches n'ont pas besoin de subir des opérations de trempe et de revenu, si elles sont réalisées à partir d'un brut en acier autotrempant à l'air.

Les figures 1 et 12 montrent que le métal qui entoure l'ébauche B avant son découpage, forme un résidu C qui reste lié par les ponts de matière 32 aux résidus aval et à l'ébauche amont B, pour former le flan longiforme G traversant toute l'installation.

Le cycle de fabrication s'interrompt lorsque les mâchoires 17a-17b et 18a-18b du poste de refoulement 4 s'écartent et libèrent l'ébauche A avec son refoulement 33.

Au début du cycle suivant, et comme montré figure 11, le déplacement de la partie aval du flan longiforme G par le vérin 59 amène les résidus C au poste 9 de sectionnement. Avant que les mâchoires 55 et 56 du poste de tirage s'écartent, et comme montré figure 5, les mâchoires 62-63 du poste de serrage viennent pincer le résidu C, puis, et tandis que le chariot 54 du poste de tirage revient en appui contre la butée amont 58, le vérin 66 provoque la descente de la lame 65 de la cisaille guillotine qui sectionne le rebut ayant alors une longueur correspondant à un pas. La figure 1 1 montre que ce rebut est dirigé par un plan incliné 118 dans un conteneur 119.

I1 ressort de ce qui précède que toutes les phases de fonctionnement de cette installation de forgeage en continu s'effectuent sans aucune reprise manuelle de pièces entre les différents postes, sans aucun stock intermédiaire, et de manière entièrement automatique. Un opérateur est néanmoins indispensable pour contrôler le remplissage des conteneurs 116 et 119, vérifier la présence du bu sur le dévidoir, et contrôler visuellement la position générale du flan longiforme G par rapport aux diverses empreintes.

Une telle installation permet, non seulement, de réduire favorablement le coût de fabrication, par suppression de nombreuses interventions humaines, mais aussi de réduire ce temps de fabrication à une valeur égale à la phase du cycle le plus long majoré du temps de déplacement du flan longiforme entre deux cycles, c'est à dire à une valeur de l'ordre de sept à dix secondes.

Par ailleurs, cette installation, qui supprime tout préchauffage avant le poste de refoulement, tout réchauffement avant le poste d'ébavurage par découpage, et qui comporte des moyens permettant de déclencher les opérations de refoulement, d'estampage et de découpage, lorsque le métal est à la bonne température, permet d'obtenir des ébauches ayant une qualité métallurgique constante et pouvant être directement émoutées et polies, sans aucun autre traitement thermique de stabilisation.

I1 est évident que l'installation qui a été décrite ci-dessus dans le cas de la fabrication d'ébauche de couteaux à partir de brut en forme de fil, peut être appliquée pour forger automatiquement et en continu toutes autres pièces, telles que clés en C, ciseaux à bois et autre, outillage, accastillage, pièces industrielles, à partit de bruts longiformes de section transversale quelconque.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour forger automatiquement et en continu des pièces à partir de brut longiforme, du type comportant, pour chaque cycle de fabrication, une phase de redressement du brut, une phase de formation par refoulement à chaud d'au moins une excroissance (33) sur le brut, une phase de mise en température du brut avant estampage, une phase d'estampage et une phase d'ébavurage par découpage de l'ébauche dans le flan, caractérisé en ce qu'il consiste::

- à ne pas séparer l'ébauche (B) du brut longiforme (1) pour former, depuis le poste de refoulement (3) jusqu'à un poste (9) de sectionnement du résidu, un flan longiforme continu (G) qui, composé d'une succession d'ébauches (A-B), puis de résidus (C) liés par des ponts (32) de matière, s'étend horizontalement en traversant les différents postes,

- à réaliser la phase d'estampage pendant que les empreintes de découpage (29-30) sont écartées,

- à réaliser la phase d'ébavurage par découpage à la suite de la phase d'estampage, pendant que les empreintes d'estampage (25-26) sont écartées et au moment où le flan longiforme (G) est localement à une température compatible avec cette opération,

- à exercer sur le flan longiforme, au moins pendant chacune des deux phases d'estampage et d'ébavurage par découpage, un effort longitudinal de traction de valeur constante et en direction de l'aval, pour accumuler de ce côté les déformations longitudinales du flan,

- et, seulement après la phase d'ébavurage par découpage, à procéder au sectionnement du résidu (C) terminant le flan longiforme (G).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, entre la phase d'estampage et la phase d'ébavurage par découpage, et alors que l'extrémité amont du flan longiforme (G) est immobilisée par pinçage au poste de refoulement (4), à interrompre temporairement la traction longitudinale sur le flan longiforme (G), afin que la flexion vers le bas consécutive au seul poids de l'ensemble de ce flan longiforme (G), amène une ébauche (B) de ce flan dans l'empreinte inférieure (29) du poste d'ébavurage par découpage (7a) en assurant ainsi le positionnement de cette ébauche (B) dans l'empreinte inférieure (29).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste, lors du réglage du déplacement pas à pas du flan longiforme (G), à régler la position de l'arrêt de l'ébauche (B) au-dessus de l'empreinte inférieure (29) du poste d'ébavurage par découpage (7a), de manière que cette ébauche soit plus avancée sur l'aval, d'une valeur de l'ordre de 0,2 à 1 millimètre, que la forme devant la recevoir dans l'empreinte inférieure (29).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de la formation par refoulement d'au moins une excroissance (33) sur le brut longiforme (1), à compenser la réduction de longueur de l'ébauche (A) en absorbant, par entraînement à vitesse faible et contrôlée, au moins une partie de la flèche (f2) formée par le brut longiforme (1) entre le dévidoir (10) et le poste de redressement (3).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacune des phases de refoulement, d'estampage et d'ébavurage par découpage mi chaud n'est déclenchée que lorsque le brut longiforme (1), ou le flan longiforme (G), atteint, au poste considéré, une température de référence, mesurée par un capteur infrarouge (94, 98-103).

6. Installation pour forger automatiquement et en continu des pièces à partir d'un brut longiforme (1), du type comprenant:

- un dévidoir rotatif (10) d'au moins une bobine de brut longiforme (1),

- un poste (6a) de redressement de ce brut,

- un poste (4) de forgeage par refoulement à chaud, d'au moins une excroissance (33) dans ce brut (1),

- un four (5) portant les ébauches (A) à une température supérieure à la température d'estampage,

- un poste (6a) d'estampage,

- et un poste (7a) d'ébavurage par découpage,

caractérisée en ce que le four (5) est un four tunnel dont l'axe longitudinal est confondu, comme celui de tous les autres postes de travail, avec la trajectoire rectiligne du brut longiforme (1) prolongé par un flan longiforme continu (G), composé d'une succession d'ébauches (A-B) formées aux différents postes et réunies par des ponts (32) de matière, tandis que tous ces postes sont positionnés sur cette trajectoire en rapport avec le pas d'avancement du flan longiforme (G) et sont associés::

- d'une part, à un automate (80), régissant leur fonctionnement,

- d'autre part, à un poste (8) de tirage du flan longiforme (G), disposé en aval du poste (7a) d'ébavurage par découpage et apte, sous le contrôle de l'automate, au moins pendant les phases d'estampage et d'ébavurage par découpage de chaque cycle, à communiquer à ce flan (G) une tension longitudinale vers l'aval, et, entre chaque cycle, à déplacer le flan longiforme d'un pas,

- et, de plus, à un poste aval (9) de sectionnement du rebut (C) du flan (G > .

7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le marteau pilon (6a) portant les empreintes d'estampage (25-26) est disposé à poste fixe, tandis que la machine à refouler (4), disposée en amont de lui, et la presse (7a) d'ébavurage par découpage, disposée en aval de lui, sont montées de manière mobile sur des chemins de guidage longitudinaux (35-36) et sont associées, chacune et indépendamment l'une de l'autre, à des moyens, respectivement (38-40-43 et 39-42-44) aptes à modifier leur position longitudinale par rapport à ce pilon (6a).

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les bâtis, respectivement, de la machine à refouler (4) et de la presse (7a), sont munis chacun d'un palier fileté (38-39) pour une tige filetée (40-42) longitudinale, liée en rotation à un motoréducteur d'entraînement (43-44).

9. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le poste de tirage (8) est composé d'un bâti fixe (50) portant des glissières longitudinales (52-53), d'un chariot monté coulissant sur les glissières entre une position amont, définie par une butée (58), et une position aval, dépendant du pas d'avancement de chaque cycle, de deux mâchoires (55-56) de serrage verticales, dont celle supérieure (56) est calée à l'extrémité d'un vérin hydraulique vertical (37), et d'un vérin hydraulique longitudinal (59) interposé entre le chariot (54) et le bâti (50).

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le bâti (50) du poste de tirage (8) porte également des moyens de sectionnement des rebuts (C), moyens composés d'une cisaille guillotine (60) et de deux mâchoires (62-63) de serrage du flan.

11. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le dévidoir (10) de brut longiforme en bobine est monté libre en rotation, autour d'un axe vertical, sur un chariot (12) qui, mobile sur un chemin de roulement parallèle à l'axe longitudinal de travail (x'-x) de l'installation, est relié à des moyens (13-15a-15b) aptes, en fin de cycle, à l'éloigner du poste (3) de redressement pour dévider une quantité de brut au moins égale à la valeur du pas d'avancement de ce brut à chaque cycle.

12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens aptes à éloigner le chariot (12) du dévidoir (10) du poste de redressement (3) sont constitués par un vérin hydraulique (15a-15b) interposé entre le chariot (12) et un appui fixe, vérin dont l'alimentation est commandée par l'automate (80).

13. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisée en ce que l'automate est raccordé électriquement à un capteur (85) de mesure de l'avancement du brut longiforme (1), disposé en sortie de la machine à redresser (3), et comporte des moyens comparant les informations reçues du capteur (85) avec une valeur de référence et réagissant sur l'alimentation d'un variateur (87) commandant l'alimentation du moteur électrique (88) d'entraînement des galets (16) de cette machine à redresser.