FR2490515A1 - - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN OUTILLAGE POUR LA REALISATION DE PIECES A SURFACES HELICOIDALES, EXECUTEES EN MATERIAUX FRITTES. LES POINCONS UTILISES 4,4, PRESENTANT DES SURFACES HELICOIDALES 2 QUI S'ENGAGENT DANS LES SURFACES CONJUGUEES DE LA MATRICE, ET QUI S'APPUIENT SUR LES PLATEAUX DE LA PRESSE 21 PAR L'INTERMEDIAIRE DE BUTEES HYDRAULIQUES. IL EN RESULTE UNE ROTATION EN L'ABSENCE QUASI TOTALE DE FROTTEMENTS, ET UNE GRANDE PRECISION DE POSITIONNEMENT, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE BUTEE DE REGLAGE. CET OUTILLAGE EST PARTICULIEREMENT ADAPTE A LA FABRICATION EN SERIE D'ENGRENAGES HELICOIDAUX AVEC GRANDE FIABILITE, ET PRODUCTIVITE.

Description

24 90515
OUTILLAGE POUR LA FABRICATION DE PIECES FRITTEES A SURFACES HELICOIDALES
L'invention concerne un outillage pour la réalisation de pièces à
surfaces hélicoïdales, exécutées en matériaux frittés.
On sait que la compression de matériaux pulvérulents dans une matrice, et le frittage ultérieur de la pièce comprimée, permettent de réaliser des objets de forme complexe, dont la fabrication était difficile, onéreuse ou même impossible par coulée, déformation à chaud ou à froid
et/ou usinage.
La compression de telles pièces est généralement exécutée à l'aide de presses mécaniques ou hydrauliques, dans une matrice en acier trempé, ou en carbure de tungstène, à parois finement polies, par l'intermédiaire de poinçons, également polis, pénétrant dans la
matrice avec un faible jeu.
Dans le cas d'obtention de pièces à surfaces hélicoïdales, le (ou les) poinçon(s) se déplace(nt) suivant l'axe d'hélice tout en subissant autour de cet axe, une rotation proportionnelle à leur avance,
fonction du pas de l'hélice considérée.
Dans les réalisations antérieures, telles que celle décrite dans le brevet français 1 416 918 et qui est relative à la compression de poudres pour obterir des pignons hélicoïdaux, les poinçons sont commandés en rotation en fonction de leur avance, de façon positive,
par deux longues chaînes cinématiques, complexes et encombrantes.
Celles-ci comprennent, entre autres, de nombreux pignons hélicoïdaux (F/F'), (11-12), (12-3), (27-30), (29-25), destinés à imposer un
pas prédéterminé lors de l'avance du (ou des) poinçon(s).
Ce type de dispositif présente cependant les inconvénients majeurs suivants: ) En raison du grand nombre de pignons, de leur jeu relatif ou de leurs usures respectives, il arrive que, au bout d'un certain nombre d'opérations, le poinçon ne reprenne pas sa position géométriquement exacte devant la matrice; il peut Enrésulter notamment des bris
d'outillage, lors de l'opération suivante.
) Il faut évidemment autant de jeux d'engrenages différents que
de pas d'hélice à réaliser, d'o un investissement très lourd.
De plus, cela implique leur montage et démontage sur la presse
entre chaque série de pièces, d'o des pertes de temps et de produc-
tivité. ) La transmission des efforts axiaux, très importants (jusqu'à plusieurs dizaines de tonnes) par l'intermédiaire de butées à bille font que celles-ci sont volumineuses et encombrantes; malgré leurs dimensions, elles peuvent même subir des détériorations locales (écaillages) qui empêchent leur bon fonctionnement conduisant aussi à des dégradations ou ruptures d'outillages de la presse proprement dite; de plus, en raison du nombre élevé d'organes mobiles en rotation, elles sont également très nombreuses, ce qui accroît les
risques de pannes.
L'invention de la demanderesse permet de supprimer tous ces inconvé-
nients. Elle apporte une solution élégante au problème de production en série d'un grand nombre de pièces (par exemple 4l.000), à surface hélicoïdale, avec une grande fiabilité, un faible prix de revient
et une grande productivité.
Selon l'invention, le (ou les)poinçon(s) s'appuie(nt) sur le(s) pla-
teau(x) de la presse par l'intermédiaire de butée(s) hydraulique(s) qui permettent la rotation de ce(s) poinçon(s) autour de leur axe, qui est aussi l'axe des surfaces hélicoïdales des pièces concernées cette rotation est pratiquement libre, c'est-à-dire qu'elle ne présente qu'un couple résistant négligeable. Les frottements et usures sont donc réduits de façon considérable, ce qui assure à la fois une moindre consommation énergétique, une grande longévité du dispositif
et une grande précision des positionnements relatifs des pièces mobiles.
Les poinçons sont évidemment munis à leur extrémité de surfaces hélicol-
dales qui s'engagent dans les surfaces hélicoïdales conjuguées de la
matrice. La rotation du (ou des) poinçon(s) sous l'effet de leur dépla-
cement, n'est assurée que par le guidage desdites surfaces hélicoïdales.
Le positionnement correct du poinçon et de la matrice, lorsque ceux-ci viennent en contact, est assuré par une butée réglable solidaire du
bâti de la presse.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple suivant, relatif à la fabrication de pignons hélicoïdaux dont l'axe est supposé être
en position verticale.
Les figures représentent Figure 1: coupe axiale schématique du dispositif, Figure 2: coupe axiale de la butée hydraulique,
Figure 3: vue de dessous de la butée hydraulique (supérieure).
La matrice (1) dont le profil intérieur (2) est hélicoïdal, est montée dans une frette (3) solidaire de la presse (P). La matrice est fermée à sa partie inférieure par le sommet du poinçon (4), dont le profil externe hélicoïdal (5) correspond à celui de la matrice (2). Le poinçon inférieur (4) est également muni d'un noyau (6) pour former l'alésage du pignon. La poudre à comprimer (7) est placée dans l'espace annulaire
entre le noyau et la matrice.
Le poinçon inférieur est fixé à la butée hydraulique inférieure.
Le poinçon supérieur (4'), de structure semblable au poinçon inférieur,
est fixé à la butée hydraulique supérieure.
Les butées hydrauliques comprennent - un cylindre (10) fermé par un piston (11) solidaire du poinçon (4 ou 4'
lequel est muni de joints haute pression (12) connus en eux-mêmes.
L'espace (13) entre le cylindre et le piston est complètement rempli
par un fluide hydraulique approprié tel que de l'huile.
Le cylindre (10) s'appuie sur l'un des plateaux (21), mobile ou fixe,
de la presse (P).
Le piston supérieur (4) est, en plus, solidaire, par l'intermédiaire de vis (20) de deux bras de positionnement (14), qui s'appuient, sous l'action d'un petit vérin (non représenté) exerçant la force F, sur un butée mécanique réglable (15), constituée d'une vis (16) et d'un contreécrou (17). Celle-ci a pour but de permettre de positionner exactement le poinçon supérieur (4') pour son engagement précis dans la matrice (1) lorsqu'ils viennent en contact, sans aucun
risque de détérioration.
Le cylindre (10) est fermé par un couvercle (18) qui s'appuie sur le
piston (11) par l'intermédiaire d'une butée à billes (19).
La tête du poinçon (8) (dont les-diamètres sont variables) est centrée dans le logement (22) du piston (11) à l'aide d'entretoises
annulaires appropriées (9).
Au cours de la fabrication des pièces, le dispositif est utilisé soit pour la compression des poudres avant frittage, soit pour le calibrage à froid des pièces après frittage (dans le cas de matériaux ductiles),
ou pour les deux opérations.
L'un des poinçons, en général le poinçon inférieur, est, de plus, utilisé
en tant qu'éjecteur en fin de cycle de compression à l'aide d'un mouve-
ment relatif (ascendant) par rapport à la matrice.
Une des utilisations principales de ce dispositif est la fabrication de pignons hélicoïdaux simples. Cependant, le dispositif est également
utilisable pour la fabrication de pièces comportant deux surfaces héli-
coidales distinctes telles que des engrenages en chevron, les axes et les pas d'hélice de chacune des surfaces pouvant être différents; ceci nécessite, cependant, une adaptation connue de la matrice (en
deux parties).

Claims (6)

REVENDICATIONS
1 ) Outillage pour la fabrication de pièces à surface hélicoïdales (2) en matériaux frittés, caractérisé en ce que la (ou les) tête(s) (8) de poinçon(s) (4, 4') s'appuie(nt) sur le (ou les)plateau(x) de la presse (21) par l'intermédiaire d'une butée axiale hydraulique
permettant leur libre rotation.
2 ) Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée axiale hydraulique comprend essentiellement un cylindre (10) et un piston (11) délimitant entre eux un espace complètement rempli par
un liquide (13).
3 ) Outillage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le
liquide est une huile.
4 ) Outillage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en
ce que les axes de déplacement des poinçons sont différents.
5 ) Outillage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en
ce que les pas des surfaces hélicoïdales (2) sont différents.
6 ) Outillage suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en
ce que le (ou les) poinçon(s) (4) est (sont) solidaire(s) d'au moins une butée de réglage (15) de sa (leur)position angulaire initiale
autour de l'axe.
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