FR2487232A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AXLE AXES - Google Patents

Abstract

1. Process for producing axles, especially of railway rolling stock, by forging in a mould (9, 10, 13, 14) a heted blank (8) of a diameter less than the largest diameter of the axle to be produced, characterised in that at least some of the blank (8) is heated to a temperature of between 1 100 degrees and 1 300 degrees C, preferably near 1 260 degrees C, in that the axle has two spindles (f1 , f2 ), and in that forging includes a simultaneous operation of upsetting the central parts (c, pc, pd) of the axle and extruding at least one of the two spindles (f1 , f2 ), this simultaneous operation being carried out as a result of a movement towards the centre of the axle of at least one ring (13, 14) forming part of the mould, this movement being produced by means of a single press stroke.

Description

La présente invention concerne la fabrication des essieux, et au-The present invention relates to the manufacture of axles, and

tres axes métalliques de forme voisine de celle des essieux, dans tous les cas o ces essieux ou axes se terminent à chacune de leurs deux extrémités  very metallic axles of similar shape to those of the axles, in all cases where these axles or axles end at each of their two ends

par des parties cylindriques ou coniques, dénommées fusées, dont le diamè-  by cylindrical or conical parts, called rockets, whose diameter

tre est inférieur au plus gros diamètre de l'essieu considéré.  be smaller than the largest diameter of the axle considered.

L'invention s'applique spécialement bien à la fabrication des es-  The invention is especially applicable to the manufacture of

sieux de matériel roulant de chemin de fer.  of railway rolling stock.

De tels essieux comportent successivement, d'une extrémité à l'au-  Such axles comprise successively, from one end to the other

tre: (voir figures 1 et 2) ou un cône moyen - Une première fusée fi, constituée par un cylindre/de diamètre/d(f), se  be: (see Figures 1 and 2) or a medium cone - A fi first rocket, constituted by a cylinder / diameter / d (f), is

terminant par un épaulement arrondi de raccordement avec la portée de dé-  ending with a rounded shoulder of connection with the range of de-

flecteur qui la suit. Cette fusée sert de support au véhicule par lPinter-  flector who follows her. This rocket serves as support for the vehicle by the Inter-

médiaire d'un roulement ou d'un coussinet.  a bearing or cushion.

- Une première portée de déflecteur pdl, encore appelée parfois "garde-  - A first deflector range pdl, sometimes called "guard-

graisse", de faible longueur, dont le profil est un arrondi, et de diamètre  grease ", of short length, whose profile is a rounded, and of diameter

moyen d(pd) supérieur au diamètre d(f) de la fusée.  means d (pd) greater than the diameter d (f) of the rocket.

- Une première portée de calage pcl de diamètre d(pc) supérieur au diamè-  - A first setting range pcl of diameter d (pc) greater than the diameter

tre d(f) de la fusée et au diamètre moyen d(pd) de la portée de déflecteur.  be d (f) of the fuze and the average diameter d (pd) of the deflector range.

C'est sur cette portée de calage que sera fixée une roue du véhicule.  It is on this calibration range that a wheel of the vehicle will be fixed.

- Un corps c qui peut être cylindrique de diamètre d(c) dans certains types d'essieux tels que selon la figure 1, et cylindro-biconique dans certains autres types tels que selon la figure 2 (soit d(c) le diamètre minimal dans  A body c which may be cylindrical with a diameter d (c) in certain types of axles such as according to FIG. 1, and cylindro-biconical in certain other types such as according to FIG. 2 (ie d (c) the minimum diameter in

ce dernier cas). Le diamètre d (c) du corps est toujours inférieur au dia-  this last case). The diameter d (c) of the body is always less than the diameter

mètre d(pc) de la portée de calage et supérieur au diamètre d(f) de la fu-  meter d (pc) of the seating range and greater than the diameter d (f) of the fu

sée.See.

- Une deuxième portée de calage pc2 identique à la pr mière, et destinée à  - A second calibration range pc2 identical to the first, and intended for

recevoir une autre roue du véhicule.  receive another wheel from the vehicle.

- Une deuxième portée de déflecteur pd2 identique à la première.  - A second deflector scope pd2 identical to the first.

- Enfin, une deuxième fusée f2 identique à la première, servant de support  - Finally, a second rocket f2 identical to the first, serving as a support

au véhicule par l'intermédiaire d'un roulement.  to the vehicle through a bearing.

Ceci étant bien défini pour la clarté de l'exposé qui va suivre,  This being well defined for the clarity of the following description,

voici maintenant un bref rappel des procédés de forgeage connus pour fabri-  Here is a brief review of the forging processes known for

quer des essieux-axes, qui agissent tous par étirage de l'ébauche. On peut les classer en trois catégories distinctes ou qn matrice,  axle axles, all of which act by drawing the blank. We can classify them into three distinct categories or a matrix,

IO/ Le forgeage vertical libre,!réalisé soit au moyen d'une presse hydrau-  IO / Free vertical forging, carried out either by means of a hydraulic press

lique verticale, soit au moyen d'un marteau-pilon. -  vertically, using a hammer. -

/ Le forgeage horizontal libre, réalisé au moyen d'une machine à forger  / Free horizontal forging, made by means of a forging machine

horizontale à marteaux multiples.horizontal with multiple hammers.

/ Le laminage sur un train de laminoir spécial muni de galets, dont le principe rappelle celui du laminage des tubes d'acier sans soudure. Ces procédés présentent des inconvénients importants: (a) Tout d'abord, les procédés par forgeage (1) et (2) exigent  / Rolling on a special rolling mill equipped with rollers, the principle of which is similar to that of rolling seamless steel tubes. These methods have significant disadvantages: (a) First, forging processes (1) and (2) require

un très grand nombre de coups de presse: entre 100 et 130 pour les procé-  a very large number of press shots: between 100 and 130 for the procedures

dés (1), entre 400 et 500 pour le procédé (2), et la cadence de production  dice (1), between 400 and 500 for the process (2), and the rate of production

est peu élevée.is low.

(b) Ensuite, pour tous les procédés connus, la qualité du résul-  (b) Then, for all the known processes, the quality of the result

tat obtenu dépend, entre autres choses, de la fiabilité de la commande de la presse, de la machine à forger, ou du laminoir, et cette fiabilité est  state obtained depends, among other things, on the reliability of the control of the press, the forging machine, or the rolling mill, and this reliability is

difficile à assurer étant donnée la très grande multiplicité et la comple-  difficult to ensure given the very great multiplicity and comple-

xité des opérations élémentaires successives à réaliser.  the number of successive elementary operations to be carried out.

(c) D'autre part, les surépaisseurs sont fortes dans les procédés (1) et assez fortes dans le procédé (2), si bien que les mises au mille  (c) On the other hand, the extra thicknesses are strong in the processes (1) and quite strong in the process (2), so that

(rapport entre le poids de l'ébauche et celui de l'essieu fini après usina-  (ratio between the weight of the blank and that of the finished axle after machining

ge) sont fortes: 1,300 avec les procédés (1) et 1,250 avec le procédé (2).  ge) are strong: 1,300 with processes (1) and 1,250 with process (2).

(d) La qualité interne des essieux fabriqués selon les procédés  (d) The internal quality of axles manufactured by the processes

(1) est bonne, mais les surépaisseurs obtenues par forgeage sont importan-  (1) is good, but the thicknesses obtained by forging are

tes. En revanche, la qualité interne des essieux fabriqués selon le procé-  your. On the other hand, the internal quality of the axles manufactured according to the procedure

dé (2) est plus sujette à caution, du fait de déformations effectuées es-  (2) is more questionable because of deformations carried out

sentiellement en peau, tandis que les surépaisseurs sont plus faibles qu'en  in the skin, while the overthickness is lower than in

(1).(1).

(e) Dans les procédés (1), la rectitude est très imprécise et  (e) In methods (1), straightness is very imprecise and

nécessite une opération intermédiaire de dressage.  requires an intermediate dressing operation.

D'une manière également connue, certains essieux sont fabriqués sans aucun forgeage, à partir d'une ébauche ronde laminée, dressée après  In a manner also known, some axles are manufactured without any forging, from a rolled round blank prepared after

un traitement thermique de normalisation, puis usinée. Les deux inconvé-  a normalization heat treatment, then machined. The two disadvantages

nients principaux de cette méthode connue sont que l'usinage coupe certai-  The main features of this known method are that the machining

nes fibres du métal laminé, ce qui entraine une moindre résistance mécani-  of laminated metal, resulting in less mechanical strength

que de l'essieu, et que la mise au mille métallique, c'est-à-dire le rap-  axle, and that the metal milling, that is to say the

port entre le poids de l'ébauche et le poids de l'essieu fini, est très  between the weight of the blank and the weight of the finished axle, is very

élevée.high.

Le but de la présente invention est d'éviter tous ces inconvé-  The object of the present invention is to avoid all these drawbacks.

nients des procédés connus en utilisant un procédé de forgeage-matriçage à chaud, qui ne procède plus du tout par étirage, mais au contraire par refoulement des parties médianes et filage simultané des parties extrêmes d'une ébauche préchauffée, de telle sorte que ce procédé se traduit par  of the known processes using a forging-hot stamping process, which does not proceed at all by drawing, but instead by repressing the middle parts and simultaneously spinning the end portions of a preheated blank, so that this process is translated by

une opération unique de compression de lDébauche dans une matrice fermée.  a single operation of compression of the blank in a closed matrix.

A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fa-  For this purpose, the subject of the present invention is a method of

brication des essieux-axes par forgeage-matriçage d'une ébauche préchauf-  axle axle forging by forging and stamping a preheated blank

fée pleine ou tubulaire, caractérisé en ce que le diamètre de l'ébauche -  solid or tubular fairy, characterized in that the diameter of the blank -

est inférieur au plus gros diamètre de l'essieu-axe à fabriquer, et en ce  is smaller than the largest diameter of the axle-shaft to be manufactured, and in that

que le forgeage-matriçage de cette ébauche comporte une opération simulta-  that the forging and stamping of this blank comprises a simultaneous operation

née de refoulement des parties médianes et de filage d'au moins une des deux fusées de l'essieu-axe, cette opération simultanée étant effectuée  born of discharge of the median parts and spinning at least one of the two axle-axle flares, this simultaneous operation being performed

par un seul coup de presse.by a single stroke of the press.

Suivant une première variante de l'invention, pour un même essieu-  According to a first variant of the invention, for the same axle

axe, le forgeage-matriçage s'effectue dans une matrice dont toutes les piè-  axis, forging and punching takes place in a matrix with all the elements

ces sont fixez en deux coups de presse successifs, à raison d'un coup de presse pour chacune des deux moitiés transversales de l'essieu-axe, les  these are fixed in two successive press shots, at a rate of one press stroke for each of the two transverse halves of the axle-axle, the

deux coups de presse étant séparés par un réchauffage et par une manuten-  two press shots being separated by a reheat and a manuten-

tion intermédiaires.intermediaries.

Suivant une deuxième variante de l'invention, le forgeage-matri-  According to a second variant of the invention, the forging-matrix

çage d'un essieu-axe complet s'effectue en un seul coup de presse, le corps de l'essieu-axe restant fixe, tandis que la matrice comporte deux bagues de fusée mobiles, qui façonnent par filage les deux fusées et les deux portées  A complete axle-axle is made in a single press stroke, the body of the axle-axle remaining fixed, while the die has two movable rocket rings, which spin-shape the two rockets and the two brought

de déflecteur de l'essieu-axe.axle deflector.

Suivant une caractéristique particulière de l'invention, l'ébau-  According to a particular characteristic of the invention, the outline

che est préchauffée dans son ensemble à une même température, de préféren-  che is preheated as a whole at the same temperature, preferably

ce comprise entre 1J00 et 1.3000C, et plus spécialement voisine de 1. 2600C.  this between 1J00 and 1.3000C, and more especially close to 1. 2600C.

Suivant une autre caractéristique particulière de l'invention, distincte de la précédente, l'ébauche subit un préchauffage différentiel étagé. C'est ainsi qu'il est tout spécialement recommandé de préchauffer les parties de l'ébauche destinées à former les fusées de l'essieu à une température comprise entre 12000 et 13000C, et de préférence voisine de  According to another particular characteristic of the invention, distinct from the previous one, the blank undergoes a stepped differential preheating. Thus it is especially recommended to preheat the parts of the blank intended to form the axle flares at a temperature between 12000 and 13000C, and preferably close to

12600C.12600C.

C'est ainsi qu'il est également recommandé que, en plus de ce qui précède, les parties de l'ébauche destinées à former le corps de l'essieu soient préchauffées à une température comprise entre 200 et 6000C, et de préférence voisine de 5000C, et que les parties de l'ébauche destinées à  Thus it is also recommended that, in addition to the above, the parts of the blank intended to form the body of the axle are preheated to a temperature between 200 and 6000C, and preferably close to 5000C, and that the parts of the draft intended for

former les portées de calage des roues soient préchauffées à une tempéra-  forming the stalling surfaces of the wheels are preheated to a temperature of

ture comprise entre 8000 et 11000C, et de préférence voisine de 10000C.  ture between 8000 and 11000C, and preferably close to 10000C.

Pour chauffer l'ébauche dans le procédé selon l'invention, et tout spécialement s'il s'agit d'un préchauffage différentiel étagé, il  To heat the blank in the method according to the invention, and especially if it is a step differential preheating, it

est préférable d'utiliser un chauffage par induction.  It is better to use induction heating.

Suivant une autre caractéristique particulière de l'invention, l'fiéba lest'conjt tuêepat uine bareé ronde lIamdîinée et écioutée avant pté--: chauffage.  According to another particular characteristic of the invention, the fieba is also prepared in the form of a round dough which has been prepared and cut before heating.

Elle peut aussi être constituée d'une barre carrée à angles ar-  It can also consist of a square bar with

rondis, ou encore d'une barre à section transversale ogivale c'est-à-dire  rounded, or a bar with ogival cross-section that is to say

d'une barre carrée à faces bombées, et écroutée avant préchauffage.  a square bar with curved sides, and crimped before preheating.

Le procédé de forgeage-matriçage des essieux-axes selon l'inven-  The forging-stamping process of the axles according to the invention

tion peut être réalisé indifféremment sur une presse à forger verticale ou  tion can be carried out either on a vertical forging press or

sur une presse à forger horizontale. A la rigueur, la direction du forgea-  on a horizontal forging press. In a pinch, the direction of the forgea-

ge pourrait même être oblique, mais cela ne présente aucun avantage prati-  ge might even be oblique, but this presents no practical advantage.

que. Dans le procédé selon l'invention, chaque partie de la matrice est efficacement lubrifiée individuellement, quelle que soit la direction  than. In the process according to the invention, each part of the matrix is efficiently lubricated individually, whatever the direction

du forgeage.forging.

Comme on le comprend, la présente invention présente sur les pro-  As is understood, the present invention presents the

cédés connus de forgeage ou de laminage des essieux d'importants avantages.  known forgings or rolling axles of significant advantages.

Tout d'abord, la cadence de fabrication est beaucoup plus élevée puisque, pour un même essieu, il faut ici seulement deux, ou même un seul, coup de presse, au lieu de 100 à 130, ou même 400 à 500, dans tels ou tels  First of all, the production rate is much higher since, for the same axle, it takes here only two, or even a single press stroke, instead of 100 to 130, or even 400 to 500, in such or such

des procédés connus.known methods.

Ensuite, la qualité du résultat obtenu est indépendante d'une fiabilité plus ou moins grande d'un système de commande, puisque c'est le profil géométrique des pièces de la matrice, lequel est prédéterminé avec  Then, the quality of the result obtained is independent of a greater or lesser reliability of a control system, since it is the geometrical profile of the parts of the matrix, which is predetermined with

une grande précision, qui impose les dimensions de l'essieu ainsi fabri-  high precision, which imposes the dimensions of the axle thus manufactured.

qué. D'autre part, l'ébauche peut être cylindrique, ce qui simplifie  than. On the other hand, the blank may be cylindrical, which simplifies

la préparation.the preparation.

Malgré cela, les surépaisseurs de l'essieu ainsi obtenu brut de forgeagematriçage, qui sont à enlever par usinage ultérieur pour obtenir  Despite this, the overthicknesses of the axle thus obtained raw forginggematriçage, which are to be removed by subsequent machining to obtain

l'essieu fini, sont notablement plus faibles que dans les procédés connus.  the finished axle are significantly lower than in the known processes.

Ainsi, pour obtenir un essieu de 520 Kg, il suffit de partir d'une ébauche de moins /de 600 Kg, contre 680 Kg pour l'ébauche subissant un forgeage vertical de type connu et 650 Kg pour l'ébauche subissant un forgeage horizontal de type connu. Ici, le rapport entre le poids de l'ébauche et le poids de  Thus, to obtain an axle of 520 Kg, it is sufficient to start from a blank less / 600 Kg, against 680 Kg for the blank undergoing a vertical forging of known type and 650 Kg for the blank undergoing a horizontal forging of known type. Here, the ratio between the weight of the blank and the weight of

l'essieu fini est seulement de 1,150.  the finished axle is only 1,150.

Avant usinage des surépaisseurs, l'essieu fabriqué par le procé-  Before machining the overthicknesses, the axle manufactured by the

dé selon l'invention ne nécessite pas d'ébavurage, car il ne présente aucu-  according to the invention does not require deburring because it does not present any

ne bavure.do not smudge.

En ce qui concerne la qualité interne de l'essieu ainsi obtenu,  With regard to the internal quality of the axle thus obtained,

il faut noter que ce procédé réalise un fibrage intégral. Lors de l'usina-  it should be noted that this process produces an integral fibrage. During the machining

ge final, on usine des fibres complètes, sans rompre aucune fibre existan-  final stage, complete fibers are milled without breaking any existing fiber.

te. D'une façon générale, la précision du forgeage selon l'invention  you. In general, the precision of the forging according to the invention

est bien meilleure que dans tous les procédés connus.  is much better than in all known methods.

En ce qui concerne le préchauffage de l'ébauche, les variantes  With regard to the preheating of the blank, the variants

du procédé selon l'invention qui utilisent un préchauffage différentiel éta-  of the process according to the invention which use differential preheating

gé, par exemple par induction, permettent de réaliser une économie d'éner-  ge, for example by induction, make it possible to save energy.

gie importante par rapport au chauffage complet de l'ébauche.  This is important compared to the complete heating of the blank.

L'invention présente donc de multiples avantages.  The invention therefore has many advantages.

Afin de bien la faire comprendre, on va décrire ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d'essieux de matériel  In order to make it clear, two embodiments of equipment axles will be described below, by way of nonlimiting examples.

ferroviaire selon l'invention.railway according to the invention.

Le premier exemple concerne un essieu A à corps cylindrique. Le  The first example concerns an axle A with a cylindrical body. The

deuxième exemple concerne un essieu B à corps cylindro-biconique.  second example concerns a B axle with cylindro-biconic body.

La figure 1 est une coupe longitudinale de l'essieu A. La figure 2 est une coupe longitudinale de l'essieu B.  Figure 1 is a longitudinal section of the axle A. Figure 2 is a longitudinal section of the axle B.

Les figures 3 et 4 représentent des courbes de température de pré-  Figures 3 and 4 show temperature curves of

chauffage différentiel étagé pour chacune des deux moitiés de chaque essieu.  stepped differential heating for each of the two halves of each axle.

Les figures 5, 6 et 7 sont une vue schématique du forgeage-matri-  Figures 5, 6 and 7 are a schematic view of the forging-matrix

cage de l'essieu A; elles comprennent respectivement: - en figure 5, une vue de l'ébauche, de la presse et des bagues de fusée mobiles avant forgeage-matriçage, - en figure 6, une vue de l'ensemble en fin de forgeage-matriçage, - un figure 7, une vue de l'ensemble après forgeagematriçage, c'est-à-dire après retrait de l'élément supérieur de la presse, et retrait des bagues  axle cage A; they comprise respectively: in FIG. 5, a view of the blank, the press and the rocket rings that are movable before forging and stamping; in FIG. 6, a view of the assembly at the end of forging and stamping, 7, a view of the assembly after forgeagematriçage, that is to say after removal of the upper element of the press, and removal of the rings

de fusée mobiles.mobile rocket.

De même, les figures 8, 9 et 10 sont une vue schématique du forge-  Likewise, FIGS. 8, 9 and 10 are a schematic view of the forge-

ge-matriçage de l'essieu B; elles comprennent respectivement - en figure 8, une vue avant forgeage-matriçage, - en figure 9, une vue en fin de forgeage-matriçage,  ge-stamping of the axle B; they respectively comprise - in FIG. 8, a front view forging-stamping, - in FIG. 9, a view at the end of forging-stamping,

- en figure 10, une vue après forgeage-matriçage.  - In Figure 10, a view after forging-stamping.

Ces deux typEs d'essieux A et B, représentés sur les figures peu-  These two types of axles A and B, shown in the figures can

vent être fabriqués selon l'invention dans des conditions de forgeage-ma-  can be manufactured according to the invention under forging-ma-

trigage identiques, les seules différences étant d'ordre géométrique, en  identical triggers, the only differences being of a geometric order, in

particulier pour la partie constituant le corps de l'essieu.  particular for the part constituting the body of the axle.

Leurs dimensions respectives sont en effet les suivantes, en mil-  Their respective dimensions are in fact the following, in

limitres: Portée de Portée de Essieu A Fusée dflecteur calage Corps deflecteurcalage Diamètres d(f) = 130 d(pd) = 152 d(pc) = 200 d(c) = 173 Longueur 191 58 180 1369 Essieu B Diamètres d(f) = 157,25 d(pd) = 191,28 d(pc)= 222,25 d(c) = 201,5/ x =524 Longueurs 298,85 46 193,7 = 52 a200y = 152 x = 524 Si leur forgeage-matriçage est réalisé en deux coups de presse successifs, à raison d'un pour chacune des deux moitiés de l'essieu, on  Limiters: Axle Reach Span A Flare Reflector Shim Body DeflectorShield Diameters d (f) = 130 d (pd) = 152 d (sf) = 200 d (c) = 173 Length 191 58 180 1369 Axle B Diameters d (f) = 157.25 d (pd) = 191.28 d (bw) = 222.25 d (c) = 201.5 / x = 524 Lengths 298.85 46 193.7 = 52 a200y = 152 x = 524 If their Forging and punching is carried out in two successive press shots, one for each of the two halves of the axle.

effectue un premier préchauffage différentiel étagé pour la première moi-  performs a first tiered differential preheating for the first

tié de l'essieu selon la courbe de température 2 de la figure 3. Sur cette figure, l'ébauche schématisée en 1 est celle qui convient pour un essieu B. C'est une barre ronde de 2500 millimètres de longueur et de 198 millimtris  axle according to the temperature curve 2 of Figure 3. In this figure, the sketch schematized in 1 is that suitable for an axle B. It is a round bar of 2500 millimeters in length and 198 millimeters

de diamètre. Son préchauffage est effectué par induction de la manière sui-  of diameter. Its preheating is done by induction as follows

vante:boasts:

La partie 3 de l'ébauche 1, qui a 600 mm de longueur, est préchauf-  Part 3 of the draft 1, which is 600 mm in length, is preheated

fée à une température de 12600C. Elle est destinée à former la fusée de  fairy at a temperature of 12600C. It is intended to form the rocket of

l'essieu, la portée de délecteur et la portée de calage.  the axle, the range of delector and the bearing range.

La partie 4 de l'ébauche 1, qui a 580 mm de longueur, est pré-  Part 4 of the blank 1, which is 580 mm in length, is

chauffée à une température comprise entre 1000 C et 8500C, comme indiqué  heated to a temperature between 1000 C and 8500C, as indicated

sur la figure 3. Elle est destinée à former la par-  in Figure 3. It is intended to form the

tie conique du corps de cette première moitié.  tapered body of this first half.

La partie restante 5 de l'ébauche, qui a une longueur de 1320 mm  The remaining portion 5 of the blank, which has a length of 1320 mm

n'est pas préchauffée et reste à la température ambiante.  is not preheated and remains at room temperature.

Après forgeage-matriçage de cette première moitié, comme il va être expliqué plus loin, on procéde au préchauffage par induction de la deuxième moitié de l'ébaucheî après avoir entouré la première moitié déjà forgée par une enveloppe de protection *6. Le profil thermique appliqué est représenté en 7 sur la figure 4. Il est symétrique de celui de la figure  After forging and stamping of this first half, as will be explained below, induction heating of the second half of the blank is carried out after having surrounded the first half already forged by a protective envelope 6. The thermal profile applied is shown at 7 in FIG. 4. It is symmetrical with that of FIG.

3.-Après quoi ldn pYr6cèdè au'dèuxièlhe Cdoup d'erirèsser. le..  3.-After which the student has the right to erase. the..

On peut aussi procéder au forgeage-matriçage en un seul coup de presse si l'on a préchauffé les deux moitiés de l'ébauche simultanément,  Forging and punching can also be done in a single press stroke if the two halves of the blank have been preheated simultaneously,

et si la presse dont on dispose le permet.  and if the press that we have allows it.

Le forgeage-matriçage d'un essieu de type A, à corps cylindrique,  Forging and stamping of a type A axle, with a cylindrical body,

est schématisé sur les figures 5, 6 et 7.  is shown schematically in Figures 5, 6 and 7.

Sur la figure 5, avant forgeage, la partie médiane de l'ébauche 8 est serrée entre les deux moitiés hémi-cylindriques 9et 10 de la matrice, qui présentent d'autre part deux évidements en 11 et 12, de diamètre adapté aux dimensions à obtenir pour les deux portées de calage. De plus, deux bagues de fusée mobiles 13 et 14, de profil convenable, sont disposées à  In FIG. 5, before forging, the median portion of the blank 8 is clamped between the two semi-cylindrical halves 9 and 10 of the die, which on the other hand have two recesses 11 and 12 of diameter adapted to the dimensions to obtain for both stall scopes. In addition, two movable rocket rings 13 and 14, of suitable profile, are arranged at

chaque extrémité de l'ébauche.each end of the blank.

Comme on le voit en comparant les figures 5 et 6, le forgeage-  As can be seen by comparing Figures 5 and 6, forging-

matriçage selon l'invention consiste à pousser les bagues de fusée mobiles 13 et 14 (Figure 5) jusqu'en 13' et 14' (Figure 6), soit en deux opérations de presse successives, soit en une seule opération, de telle sorte que les deux fusées sont obtenues par filage  Embossing according to the invention consists in pushing the movable rocket rings 13 and 14 (FIG. 5) as far as 13 'and 14' (FIG. 6), either in two successive press operations, or in a single operation, so that that both rockets are obtained by spinning

tandis que les deux portées de calage sont obte-  while the two stanchions are obtained

nues par xfoulement, filage et refoulement se produisant simultanément.  naked by spinning, spinning and pushing occurring simultaneously.

Après forgeage (figure 7), on écarte en 13" et 14" les deux ba-  After forging (Figure 7), the 13 and 14

gues de fusée mobiles, on relève la demi-matrice 9, de sorte que l'essieu  moving rockets, the half-die 9 is raised, so that the axle

forgé 15, reposant sur la demi-matrice 10, peut être alors manutentionné.  Forged 15, resting on the half-matrix 10, can then be handled.

Les figures 8, 9et 10 schématisent le mêmes opérations pour le forgeagematriçage d'un essieu à corps cylindro-biconique, de type B. La seule différence avec ce qui précède est que les deux moitiés 16 et 17 de la matrice ont, dans leur partie médiane, un profil cylindro-biconique,  Figures 8, 9 and 10 show schematically the same operations for the forgeagematriçage a axle with cylindro-biconic body, type B. The only difference with the above is that the two halves 16 and 17 of the matrix have, in their part median, a cylindro-biconic profile,

et non plus un profil cylindrique.and no longer a cylindrical profile.

Un des avantages essentiels du forgeage-matriçage selon l'inven-  One of the essential advantages of forging and stamping according to the invention

tion est que les surépaisseurs résiduelles après forgeage, à éliminer par usinage ultérieur, sont ici beaucoup plus faibles que dans les méthodes de  is that the residual thicknesses after forging, to be eliminated by subsequent machining, are here much lower than in the methods of

forgeage connues.known forging.

Ainsi pour un essieu de type A, le tableau I ci-dessous donne les dimensions, en diamètre et en longueur, de l'essieu complètement fini, de l'essieu brut de forgeage avant usinage selon les méthodes de forgeage  Thus for a type A axle, Table I below gives the dimensions, in diameter and in length, of the completely finished axle, of the forging axle before machining according to the forging methods.

connues, et de l'essieu brut de forgeage selon l'invention avant usinage.  known, and the rough forging axle according to the invention before machining.

Le tableau Il donne les mêmes dimensions pour un essieu de type B.  Table II gives the same dimensions for a type B axle.

Tableau ITable I

- Essieu de corps cylindrique de type A Dimensions en millimètres Diamètres Essieu fini Essieu brut de forgeage connu Essieu brut de forgeage selon 1 'invention Longueurs Essieu fini Essieu brut de forgeage connu Essieu brut de forgeage selon l'invention  - Cylindrical body axle type A Dimensions in millimeters Diameters Finished axle Gross forging axle known Gross forging axle according to the invention Lengths Finished axle Gross forging axle known Gross forging axle according to the invention

58 180 136958 180 1369

250 1300250 1300

58 200 135058 200 1350

Tableau II - Essieu de corps cylindro-biconique, de type B  Table II - B-Type Axle, B-Type

Dimensions en millimètres.Dimensions in millimeters.

(voir page suivante)(see next page)

Tableau IITable II

Portée de Portée de Fusée déflecteur calage Corps Diamètres Essieu fini 157,25 191,28 222,25 201,5 / 189 Essieu brut de 182 213 243 221 I 209 forgeage connu Essieu brut de forgeage selon 168 200 232 211 /200 l'invention Longueurs x Essieu fini 298,85 46 193,7 524 152 524 Essieu brut de forgeage connu 325 45 255 415 300 415 Essieu brut de forgeage selon 325 45 205 490 200 490 l'invention  Rocket range range baffle wedge Body Diameters Finished axle 157,25 191,28 222,25 201,5 / 189 Gross axle of 182 213 243 221 I 209 forging known Gross forging axle according to 168 200 232 211/200 the invention Lengths x Finished axle 298.85 46 193.7 524 152 524 Known gross forging axle 325 45 255 415 300 415 Gross forging axle according to 325 45 205 490 200 490

Ces résultats sont tout à l'avantage du procédé selon l'inven-  These results are all to the advantage of the process according to the invention.

tion.tion.

Afin de les rendre plus expressifs, le tableau III ci-dessous, qui décrit la succession des opérations, présente les mises au mille entre le lingot de départ et l'essieu fini, dans trois cas:  In order to make them more expressive, Table III below, which describes the sequence of operations, shows the mismatches between the starting ingot and the finished axle, in three cases:

- 1er cas Essieu de type A laminé, non forgé, et usiné.  - 1st case Axle type A laminated, not forged, and machined.

- 2ème cas Essieu de type B laminé, forgé selon un procédé connu et usiné.  - 2nd case B-type axle rolled, forged according to a known and machined process.

- 3ème cas Essieux de type A ou B, laminés, forgés selon l'invention et usinés. Tableau III - Opérations successives et rapports entre le poids  - 3rd case Axles type A or B, rolled, forged according to the invention and machined. Table III - Successive Operations and Relationships Between Weight

du lingot de départ et le poids de l'essieu fini.  starting ingot and the weight of the finished axle.

(voir page suivante)(see next page)

TABLEAU IIITABLE III

ler Cas 2ème Cas 3ème Cas Essieu laminé, usiné Essieu laminé, forgé selon Essieu laminé, forgé selon Type A un procédé connu, et usiné l'invention, et usiné Type B Type A ou B Rapports Rapport Rapport de mise de mise de mise Laminage au mille Laminage au mille Laminage au mille Lingot 1,000 Lingot 1,000 Lingot 1,000 Fours Pitts Fours Pitts Fours Pitts Laminage Laminage Laminage Sciage à chaud Sciage à chaud Refroidissement Refroidissement Refroidissement Ecroutage Ebauche 1,185 Ebauche 1,185 Sciage Normalisation Ebauche 1,268 Dressage FORGEAGE Chauffage FORGEAGE  1st case 2nd case 3rd case laminated axle, machined laminated axle, forged according to laminated axle, forged according to type A known method, and machined the invention, and machined type B type A or B reports report commissioning report rolled out per thousand Rolling mill 1000 Rolling millet 1,000 Ingot 1,000 Ingot 1,000 Ingot Pitts Ovens Pitts Ovens Pitts Rolling Lamination Rolling Hot Sawing Hot Sawing Cooling Cooling Cooling Punching Roughing 1,185 Roughing 1,185 Sawing Normalizing Roughing 1,268 Dressing FORGING Heating FORGING

Usinag Forgeage Chauffage par induc-  Usinag Forging Heating by inductive

Usinage Forgeage to Refroidissement tion Dégrossilage Double normaliForgeage Finition 1,518 sationRefroidissement  Machining Forging to Cooling Counterbalancing Double NormaliForging Finishing 1,518 sationCooling

Revenu Deux normalisa-Income Two norms

Dres sage 1 1 tions Essieu fini 1 798 Revenu USINAGE Dressage 1,009 Dégrossissage USINAGE Finition 1,290 Dégrossissage Finition Essieu fini 1, 551 Commande numérique 1,067 Essieu fini 1!,365 o 0.3 Co. is w r\3 Dans le cas d'essieux tubulaires, l'ébauche comporte un  Finished axle 1 798 Revenues MACHINING Dressing 1,009 Roughing MACHINING Finishing 1,290 Trimming Finishing Finished axle 1, 551 Numerical control 1,067 Finished axle 1, 365 o 0.3 Co. is wr \ 3 In the case of tubular axles, l draft contains a

noyau de diamitre convenable en silice, ou en tout autre produit réfrac-  Diameter core suitable for silica, or any other refractory product

taire poudreux, dont le coefficient de dilatation par rapport à celui de l'acier à essieux est tel que, à 126000, son adhérence avec l'ébauche soit bonne sans être excessive, et que, à la température ambiante, son  powder, whose coefficient of expansion compared to that of the axle steel is such that, at 126000, its adhesion to the blank is good without being excessive, and that at room temperature its

élimination ne présente aucune difficulté.  elimination presents no difficulty.

Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'in-  It is understood that one can, without leaving the framework of the in-

vention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails, de même  vention, imagine variations and refinements of detail, as well as

qu'envisager l'emploi de moyens équivalents.  consider the use of equivalent means.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication des essieux-axes de matériel roulant de chemin de fer, par forgeage-matriçage d'une ébauche préchauffée, pleine ou tubulaire, caractérisé en ce que lediamètre de l'ébauche est inférieur au plus gros diamètre de lessieu-axe àfabriquer et en ce que le forgeagematriçage de cette ébauche comporte une opération simultanée de refoulement  1. A process for manufacturing the axles of railway rolling stock, by forging and stamping a preheated blank, solid or tubular, characterized in that the diameter of the blank is smaller than the largest diameter of the trench. axis to make and in that the forgeagematriçage of this blank comprises a simultaneous operation of repression des parties médianes et de filage d'au moins une des deux fusées de l'es-  median and spinning parts of at least one of the two rockets of the sieu-axe, cette opération simultanée étant effectuée par un seul coup de presse.  sieu-axis, this simultaneous operation being performed by a single stroke of the press. 2.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon la revendica-  2. A method of manufacturing the axles according to the claim tion 1, caractérisé en ce que, pour un même essieu-axe, le forgeage-matri-  1, characterized in that, for the same axle-axis, the forging-die cage s'effectue dans une matrice dont toutes les pièces sont fixes, en deux coups de presse successifs, à raison d'un coup de presse pour chacune des deux moitiés transversales de l'essieu-axe, les deux coups de presse étant  cage is made in a matrix of which all the parts are fixed, in two successive press shots, with one press stroke for each of the two transverse halves of the axle-axle, the two press shots being séparés par un réchauffage et par une manutention intermédiaires.  separated by reheating and intermediate handling. 3.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon la revendica-  3.- Method for manufacturing the axles according to the claim tion 1, caractérisé en ce que le forgeage-matriçage d'un essieu-axe complet s'effectue en un seul coup de presse, le corps de l'essieu-axe restant  1, characterized in that the forging-stamping of a complete axle-shaft takes place in a single press stroke, the body of the axle-axis remaining fixe, tandis que la matrice comporte deux bagues de fusée mobiles qui fa-  while the matrix has two movable rocket rings that çonnent par filage les deux fusées et les deux portées de déflecteur de l'essieu-axe.  by spinning the two rockets and the two axle deflector bearings. 4.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon l'une quelcon-  4. A method of manufacturing axle axles according to any one que des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la totalité de l'é-  claims 1, 2 and 3, characterized in that the whole of the bauche est préchauffée à une même température, comprise entre 11000C et  bauche is preheated to the same temperature, between 11000C and 13000C, et de préférence voisine de 12600C.  13000C, and preferably close to 12600C. 5.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon l'une quelcon-  5. A method of manufacturing axle axles according to any one que des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'ébauche subit un  claims 1, 2 and 3, characterized in that the blank undergoes a préchauffage différentiel étagé.  stepped differential preheating. 6.- Procédé de fabrication des essieux selon la revendication 5,  6. A method of manufacturing the axles according to claim 5, caractérisé en ce que les parties de l'ébauche destinées à former les fu-  characterized in that the parts of the blank intended to form the fu- sées de l'essieu-axe sont préchauffées à une température comprise entre  axle axles are preheated to a temperature between 12000C et 13000C, et de préférence voisine de 12600C.  12000C and 13000C, and preferably close to 12600C. 7.- Procédé de fabrication des essieux selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parties de l'ébauche destinées à former le corps de l'essieu-axe sont préchauffées à une température comprise entre 200C et 6000C, en ce que les parties de l'ébauche destinées à former les portées de calage des roues sont préchauffées à une température comprise entre 8000C et 11000C, et de préférence voisine de 10000C, et en ce que les parties  7. A method of manufacturing axles according to claim 6, characterized in that the parts of the blank intended to form the axle-axle body are preheated to a temperature between 200C and 6000C, in that the parts of the blank intended to form the bearing surfaces of the wheels are preheated to a temperature between 8000C and 11000C, and preferably close to 10000C, and in that the parts de l'ébauche destinées à former les fusées de l'essieu-axe sont préchauf-  of the draft intended to form axle-axle flares are pre-heated. fées à une température comprise entre 12000 et 13000C, et de préférence  fairy at a temperature between 12000 and 13000C, and preferably voisine de 12600C.neighbor of 12600C. 8.- Procédé de fabrication des essieux selon l'une quelconsue des  8.- Method for manufacturing the axles according to one of the following revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ébauche est constituée par  Claims 1 to 7, characterized in that the blank is constituted by ure barre ronde laminée et écroutée avant préchauffage.  ure round bar rolled and crimped before preheating. 9.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon l'une quelcon-  9. A method of manufacturing axle axles according to any one que des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lDébauche est consti-  claims 1 to 7, characterized in that the sketch is tuée par um barre carrée à angles arrondis et écroutée avant préchauffage.  killed by a square bar with rounded corners and peeled before preheating. 10.- Procédé de fabrication des essieux-axes selon l'une quelcon-  10. A method of manufacturing axle axles according to any one que des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ébauche est consti-  Claims 1 to 7, characterized in that the blank is tuée par une barre de section transversale ogivale et écroutée avant pré-  killed by a bar of ogival cross-section and crimped before chauffage.  heating. 11.- Procédé de fabrication des essieux-axes tubulaires, selon11.- Method of manufacturing the tubular axle axles, according to l'une quelc onque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ébau-  any of claims 1 to 7, characterized in that the outline che est préalablement forée et remplie de silice, ou de tout autre produit réfractaire poudreux dont le coefficient de dilatation par rapport à celui de l'acier à essieux est tel que, à 12600C, son adhérence avec l'ébauche  che is previously drilled and filled with silica, or any other powdery refractory product whose expansion coefficient relative to that of the axle steel is such that, at 12600C, its adhesion with the blank soit bonne sans être excessive, et que, à la température ambiante, son éli-  be good without being excessive, and that at room temperature its mination ne présente aucune difficulté.  tion does not present any difficulty.