FR2559078A1 - METHOD OF MAKING AN ANNULAR FLIP ON THE BACKGROUND OF A REVOLUTION CONTAINER - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FORMAGE D'UNE COLLERETTE ANNULAIRE 18 SUR LE FOND D'UN RECIPIENT METALLIQUE DE REVOLUTION 1, COLLERETTE MONOBLOC AVEC LE RECIPIENT. LE PROCEDE DE FORMAGE CONSISTE A MONTER UN RECIPIENT 1 SUR UN MANDRIN 2 DE REVOLUTION DONT L'EXTREMITE AVANT 5 EST EN CONTACT AVEC LE FOND DU RECIPIENT 4, A METTRE EN APPUI LE FOND DU RECIPIENT CONTRE LE MANDRIN AU MOYEN D'UNE CONTRE-POINTE 7, LA PAROI LATERALE DE LA CONTRE-POINTE ETANT DIMENSIONNEE POUR SOUTENIR ET PROFILER LA PAROI INTERIEURE DE LA COLLERETTE. ON DEPLACE PAR REPOUSSAGE UNE PARTIE DU METAL CONSTITUANT LA PAROI LATERALE DU RECIPIENT DANS LA ZONE ANNULAIRE VOISINE DU FOND EN DIRECTION DE LA CONTREPOINTE 7 DE FACON A FORMER LA COLLERETTE ANNULAIRE 18. L'OPERATION PEUT ETRE REALISEE EN UNE OU PLUSIEURS PASSES DE REPOUSSAGE SUCCESSIVES. AVANTAGEUSEMENT LE REPOUSSAGE EST EFFECTUE AU MOYEN D'AU MOINS UNE MOLETTE 8 MOBILE DE REVOLUTION. LE RECIPIENT OBTENU PRESENTE DANS SA ZONE DE LIAISON D'EXCELLENTES CARACTERISTIQUES MECANIQUES. CETTE TECHNIQUE PEUT ETRE UTILISEE POUR LA REALISATION D'ENVELOPPES DE PROPULSEURS.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR FORMING AN ANNULAR RING 18 ON THE BOTTOM OF A METAL CONTAINER OF REVOLUTION 1, ONE PIECE COLLAR WITH THE CONTAINER. THE FORMING PROCESS CONSISTS OF ASSEMBLING A CONTAINER 1 ON A REVOLUTION CHUCK 2 WHOSE FRONT END 5 IS IN CONTACT WITH THE BOTTOM OF THE CONTAINER 4, IN SUPPORTING THE BOTTOM OF THE CONTAINER AGAINST THE CHUCK BY MEANS OF A COUNTER- POINT 7, THE SIDE WALL OF THE COUNTER-POINT BEING SIZED TO SUPPORT AND PROFILE THE INSIDE WALL OF THE COLLAR. A PART OF THE METAL CONSTITUTING THE SIDE WALL OF THE CONTAINER IS MOVED BY PUSHING IN THE ANNULAR ZONE NEAR THE BOTTOM IN DIRECTION OF COUNTERPOINT 7 SO AS TO FORM THE ANNULAR COLLAR 18. THE OPERATION CAN BE CARRIED OUT IN ONE OR MORE SUCCESSFUL PASSES OF PUSH-UP . ADVANTAGEALLY THE PUSHING IS CARRIED OUT BY MEANS OF AT LEAST ONE 8 MOBILE REVOLUTION WHEEL. THE CONTAINER OBTAINED PRESENTS IN ITS CONNECTION AREA OF EXCELLENT MECHANICAL CHARACTERISTICS. THIS TECHNIQUE CAN BE USED FOR THE MAKING OF THRUSTER ENCLOSURES.
Description
PROCEDE DE REALISATION D'UNE COLLERETTE ANNULAIRE SUR LE FOND D'UNMETHOD FOR PRODUCING AN ANNULAR FLIP ON THE BACKGROUND OF A
RECIPIENT DE REVOLUTIONCONTAINER OF REVOLUTION
L'invention concerne un procédé de réalisation d'un récipient métallique de révolution monobloc comportant un fond épais, ce fond étant entouré d'uneccllexette annulaire de révolution, qui fait partie intégrante du The invention relates to a method for producing a metal container of monoblock revolution having a thick bottom, this bottom being surrounded by an annular ring of revolution, which is an integral part of
récipient et se trouve sensiblement dans le prolongement de la paroi la- container and is located substantially in the extension of the wall la-
5. térale de celui-ci. Une telle collerette joue généralement le rôle d'un 5. tereral of it. Such a collar generally plays the role of a
organe de liaison et doit présenter une très bonne tenue mécanique. connecting member and must have a very good mechanical strength.
Ceci est en particulier le cas quand on utilise le procédé suivant l'in- This is particularly the case when using the process according to the invention.
vention à la réalisation d'une enveloppe de propulseur. vention to the realization of a thruster envelope.
10. Il est connu de réaliser par forgeage ou emboutissage à,chaudou à froid des récipients à paroi épaisse dont le fond peut comporter une collerette 10. It is known to produce by forging or hot-stamping thick-walled containers whose bottom may include a flange
venue de forge ou d'emboutissage.coming from forging or stamping.
15. Il est cependant difficile de réaliser de tels récipients comportant un fond relativement épais, des parois relativement minces et un rapport 15. However, it is difficult to make such containers with a relatively thick bottom, relatively thin walls and a ratio
hauteur sur diamètre élevé.height on high diameter.
La demande de brevet européen n EP 51121 décrit une méthode pour arri- European Patent Application No. EP 51121 describes a method for
20. ver à un tel résultat qui consiste à faire appel à une ébauche forgée 20. to such an outcome of using a forged blank
dont les parois latérales sont ensuite allongées par fluotournage en uti- whose side walls are then elongated by spinning using
lisant des moyens particuliers pour combattre l'excentration. L'exécu- reading special ways to fight the excentration. The exécu-
tion de ces opérations successives est cependant très délicate, comme cela est bien montré dans ce document et il est très difficile d'obtenir 25. des produits de qualité, ayant des caractéristiques dimensionnelles et successive operations is, however, very delicate, as is well shown in this document and it is very difficult to obtain quality products having dimensional and
mécaniques optimales dans des conditions économiques acceptables. optimum mechanical properties under acceptable economic conditions.
On a donc cherché à s'affranchir des méthodes habituelles en réalisant des récipients comportant des fonds obtenus de façon différente avec So we tried to get rid of the usual methods by making containers with funds obtained in different ways with
30. l'inconvénient de ne pas pouvoir réaliser de façon simultanée la colle- 30. The disadvantage of not being able to carry out simultaneously the glue
rette. Il est bien sûr connu de rapporter sur un fond de récipient métallique une collerette, par un moyen de fixation convenable tel que vissage, 35. soudage, brasage, frettage ou autre. Cependant la zone de liaison entre collerette et récipient demeure un point faible et pour avoir une tenue rette. It is of course known to report on a metal container bottom a collar, by a suitable fastening means such as screwing, welding, brazing, hooping or other. However the connection area between collar and container remains a weak point and to have an outfit
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suffisante il faut alors renforcer la zone de liaison, ce qui peut re- the link zone must be strengthened, which may require
mettre en cause l'économie de l'ensemble du dispositif. jeopardize the economy of the entire device.
On a donc recherché la possibilité de former une collerette de révolu- We have therefore looked for the possibility of forming a flange of revolution.
5. tion entourant le fond d'un récipient monobloc et faisant partie inté- 5. surrounding the bottom of a monobloc container and forming part of
grante de celui-ci.grante of it.
On a recherché plus particulièrement la possibilité de former une colle- In particular, the possibility of forming a glue
rette autour du fond d'un récipient, ce fond lui-même ayant été au pré- around the bottom of a container, the bottom itself having been pre-
10. alable formé par repoussage de la paroi épaisse d'un tube àl'une des 10. Alable formed by pushing the thick wall of a tube to one of
extrémités de celui-ci.ends of it.
Le procédé suivant l'invention consiste à monter un récipient métalli- The process according to the invention consists in mounting a metal container
que de révolution monobloc sur un mandrin de révolution entra;nézen ro- that of monobloc revolution on a chuck of revolution entered
15. tation par un moyen d'entraînement l'extrémité avant de ce mandrin étant en contact avec le fond du récipient sur toute sa surface intérieure et 15. by a drive means the front end of the mandrel being in contact with the bottom of the container over its entire inner surface and
la paroi latérale du mandrin étant en contact avec un jeu faible ou sen- the side wall of the mandrel being in contact with a weak or
siblement nul avec la paroi latérale du récipient sur sa surface interne. nil with the side wall of the container on its inner surface.
Une contrepointe de révolution coaxiale avec le mandrin comporte une 20. portée frontale qui recouvre une partie de la surface extérieure du fond du récipient. Cette contrepointe exerce une poussée axiale contre ce A coaxial revolution counterpart with the mandrel has a front span that covers a portion of the outer surface of the bottom of the container. This counterpoise exerts an axial thrust against this
fond en direction du mandrin. Elle est libre en rotation et donc entrai- bottom towards the mandrel. It is free in rotation and therefore
née en rotation avec le récipient par le mandrin. La paroi latérale de lacontrepointe a un diamètre maximal inférieur au diamètre extérieurs 25. du récipient et est dimensionnée de façonh à soutenir et guider la paroi born in rotation with the container by the mandrel. The flange sidewall has a maximum diameter smaller than the outer diameter of the container and is dimensioned to support and guide the wall.
intérieure de la collerette pendant sa phase de formation. On déplace - inside the collar during its formation phase. We move -
par repoussage une partie du métal qui constitue la paroi latérale du récipient dans la zone annulaire voisine du fond, en direction de la contrepointede façon à former un relief annulaire, qui prolonge du côté 30. de la contrepointe la paroi latérale du récipient, et vient recouvrir au by repoussage a part of the metal which constitutes the side wall of the container in the annular zone near the bottom, in the direction of the counterpoint so as to form an annular relief, which extends on the side 30. of the tailpipe the side wall of the container, and comes cover at
moins partiellement la paroi latérale de la contrepointe.. less partially the side wall of the tailstock ..
Le déplacement du métal est effectué de préférence au moyen d'au moins une molette de révolution, libre en rotation autour de son axe qui roule The displacement of the metal is preferably effected by means of at least one wheel of revolution, free to rotate about its rolling axis.
35. sur la surface extérieure de la paroi du récipient dans la zone de rac- 35. on the outer surface of the container wall in the area of
cordement entre le fond et la paroi latérale, en exerçant une pression cord between the bottom and the side wall, exerting pressure
suffisante pour déplacer le métal. sufficient to move the metal.
De préférence également on utilise une ou plusieurs molettes, chacune 40. de celles-ci étant montée sur une tête porte-molette, mobile au moins en 3- Preferably also one or more wheels are used, each 40. of these being mounted on a wheel-holder head, movable at least in 3-
translation suivant deux axes perpendiculaires, les déplacements de cha- translation along two perpendicular axes, the movements of each
cune de ces têtes étant réalisés au moyen d'un dispositif de commande one of these heads being made by means of a control device
numérique ou de commande numérique contrôlée. digital or controlled digital control.
Lorsqu'on utilise plusieurs molettes celles-ci sont réparties autour de When using several knobs these are distributed around
5. l'axe de rotation du récipient.5. the axis of rotation of the container.
Le repoussage peut être effectué selon les cas en une ou plusieurs The embossing can be carried out according to the case in one or more
passes successives.successive passes.
Suivant les caractéristiques mécaniques du métal ou de l'alliage qui Depending on the mechanical characteristics of the metal or alloy
10. constitue le récipient, on effectue le repoussage- permettant de for- 10. constitutes the container, the repoussage is carried out making it possible to
mer la collerette à froid ou à chaud. sea the collar cold or hot.
Après formage de la collerette on peut effectuer à froid ou à chaud le fluotournage de la paroi latérale du récipient en vue de l'amincir ou de After forming the flange can be carried out cold or hot spinning of the side wall of the container to thin it or to
15. l'allonger.15. to lengthen it.
L'invention concerne aussi les récipients comportant des collerettes formées par déplacement du métal à partir de la paroi; l'invention concerne de plus les récipients à fond obtenu par repoussage pourvus The invention also relates to containers having flanges formed by moving the metal from the wall; the invention furthermore relates to bottom-up containers obtained by embossing.
20. de telles collerettes.20. such collars.
L'invention concerne de façon particulièrement avantageuse l'application The invention relates particularly advantageously to the application of
du procédé à la réalisation d'enveloppes de propulseurs. from the method to the production of thruster envelopes.
25. La description détaillée et les figures ci-après permettent de comprendre 25. The following detailed description and figures are helpful in understanding
de façon non limitative les caractéristiques du procédé et du produit without limitation the characteristics of the process and the product
suivant l'invention.according to the invention.
Figure 1: vue en coupe d'un récipient de révolution métallique monobloc Figure 1: sectional view of a monobloc metal revolution container
30. monté sur mandrin en vue du formage d'une collerette. 30. mounted on mandrel for forming a flange.
Figure 2: début du formage de la collerette autour du fond du récipient Figure 2: beginning of the formation of the collar around the bottom of the container
de la figure 1.of Figure 1.
35. Figure 3: fin du formage de la collerette. 35. Figure 3: end of forming of the collar.
Les figures 1 à 3 représentent de façon schématique un mode de mise en Figures 1 to 3 schematically show a mode of implementation.
oeuvre du procédé de formage d'une collerette suivant l'invention. implementation of the method of forming a flange according to the invention.
-4- Le récipient de révolution métallique (1) monobloc à parois épaisses représenté en coupe est monté sur un mandrin (2) entraîné en rotation The thick-walled one-piece metal revolution vessel (1) shown in section is mounted on a rotating mandrel (2).
autour se son axe (3) par un moyen non représenté. Le fond (4) du réci- around its axis (3) by means not shown. The bottom (4) of the
pient est appliqué contre l'extrémité avant (5) du mandrin (2) sur toute 5. sa surface. La paroi latérale (6) du mandrin, qui est cylindrique dans le cas de ces figures, est recouverte avec un jeu faible ou sensiblement The peg is applied against the front end (5) of the mandrel (2) on all its surface. The side wall (6) of the mandrel, which is cylindrical in the case of these figures, is covered with a weak or substantially
nul par la paroi latérale (14) durécipient. zero by the side wall (14) hardcipient.
On applique contre le fond du récipient une contrepointe de révolution A counterpoise of revolution is applied against the bottom of the container
10. (7) montée libre en rotation autour de l'axe commun (3). Cette contre- 10. (7) freely rotatable about the common axis (3). This counter
pointe exerce une poussée suivant la flèche (F) qui plaque le fond (4) du récipient contre l'extrémité avant (5) du mandrin. Deux molettes(8,9) montées libres en rotation sur des axes (10,11) sont disposées de part tip exerts a thrust following the arrow (F) which plates the bottom (4) of the container against the front end (5) of the mandrel. Two knobs (8,9) mounted free to rotate on axes (10,11) are arranged on the
et d'autre du mandrin. Chacune est portée par une tête mobile non repré- and other of the mandrel. Each is carried by a movable head, which is not
15. sentée qui se déplace en translation dans un plan défini par deux axes perpendiculaires X et Y, plan qui est sensiblement parallèle à l'axe (3) du mandrin. Les têtes peuvent être également mobiles en rotation sur elles-mêmes autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan XY, de façon à faire varier l'angle que font les axes (10,11) des molettes avec 15. Sense that moves in translation in a plane defined by two perpendicular axes X and Y, which plane is substantially parallel to the axis (3) of the mandrel. The heads may also be rotatable about themselves about an axis substantially perpendicular to the XY plane, so as to vary the angle that make the axes (10,11) of the wheels with
20. l'axe (3) du mandrin.20. the axis (3) of the mandrel.
Grâce à un dispositif connu de commande numérique contrôlée les molettes sont déplacées par les têtes le long de la paroi extérieure du récipient dans la zone de formage de la collerette et roulent sur cette paroi en 25. rotation en exerçant sur celle-ci une pression déterminée qui provoque By means of a known digital controlled control device, the rollers are moved by the heads along the outer wall of the container into the forming zone of the flange and roll on this rotating wall by exerting a determined pressure thereon. causing
le déplacement du métal le long de la génératrice de la paroi. the movement of the metal along the generatrix of the wall.
Les molettes effectuent un parcours hélicoïdal le long de cette paroi extérieure (12) du fond du récipient, depuis la zone de raccordement (13) The knobs make a helical path along this outer wall (12) of the bottom of the container, from the connection zone (13)
30. de ce fond avec la paroi latérale (14), en direction de la paroi laté- 30. from this bottom with the side wall (14) towards the side wall
rale (15) de la contrepointe (7). La surface frontale (16) de cette contrepointe est appliquée fermement contre le fond (4) dont elle épouse (15) of the tailstock (7). The frontal surface (16) of this tailpipe is firmly applied against the bottom (4) of which it marries
la forme.the form.
35. La paroi latérale (15) de cette contrepointe est conçue pour servir 35. The side wall (15) of this tailstock is designed to serve
d'appui à la paroi intérieure de la collerette pendant sa formation. supporting the inner wall of the collar during its formation.
On comprend que dans ces conditions le métal entraîné par les molettes -5forme peu à peu un bourrelet qui vient recouvrir la surface latérale (15) It is understood that under these conditions the metal driven by the knurls -5 little by little forms a bead which covers the lateral surface (15)
de la contrepointe, au moins en partie. of the tailstock, at least in part.
Dans le cas des métaux ou alliages durs, tels que les aciers, ce travail 5. doit être effectué à chaud. Il est donc nécessaire de prévoir d'une part des moyens de chauffage qui portent au moins la zone à travailler par In the case of hard metals or alloys, such as steels, this work must be carried out hot. It is therefore necessary to provide on the one hand heating means which carry at least the area to be worked by
les molettes à la température voulue, et d'autre part des moyens de main- the knobs to the desired temperature, and secondly means of hand-
tien en température pendant le temps nécessaire à la formation de la temperature during the time required for the formation of the
collerette. On peut faire appel pour cela au chauffage par haute fré- collar. For this purpose, high-temperature heating may be used.
10. quence ou bien par des chalumeaux ou par tout autre moyen. 10. quence or by torches or by any other means.
Dans le cas d'aciers tels que par exemple la nuance 32 CD4 (norme fran- In the case of steels such as, for example, grade 32 CD4 (French standard
çaise) on peut chauffer à des températures de l'ordre de par exemple can be heated to temperatures of the order of, for example
-850 à 900 C.-850 to 900 C.
15.15.
La figure 2 montre le début de la formation de la collerette avec forma- Figure 2 shows the beginning of the formation of the collar with
tion d'un bourrelet annulaire (17), et la figure 3 montre la collerette an annular bead (17), and FIG. 3 shows the flange
(18) en cours de finition. Sur les 3 figures, les axes (10,11) des mo- (18) being finished. In the three figures, the axes (10,11) of the
lettes sont représentés sensiblement parallèles à l'axe 3. En fait il 20. peut être avantageux de leur donner un angle d'incidence variable par Letters are represented substantially parallel to the axis 3. In fact it may be advantageous to give them a variable angle of incidence by
rapport à cet axe au cours des passes successives effectuées par ces mo- with respect to this axis during the successive passes made by these
lettes. La position des molettes le long de l'axe (3) est généralement telle qu'elles sont décalées les unes par rapport aux autres. Comme cela a été dit plus haut le nombre des molettes peut varier de 1 à 2 ou 3 ou 25. même davantage. Le dispositif de commande numérique contrôlée permet d'effectuer le déplacement des molettes, en général par passes successives de façon parfaitement contrôlée ce qui permet d'obtenir des collerettes slacks. The position of the wheels along the axis (3) is generally such that they are offset relative to each other. As mentioned above the number of knobs can vary from 1 to 2 or 3 or 25 even more. The controlled digital control device makes it possible to move the knobs, generally in successive passes in a perfectly controlled manner, which makes it possible to obtain flanges.
dont les caractéristiques dimensionnelles sont parfaitement reproduc- whose dimensional characteristics are perfectly reproduc-
tibles. 30. Après formage de la collerette, il est possible si nécessaire d'effectuer un traitement thermique local ou général du récipient. Il est possible aussi d'effectuer un usinage de la surface externe, et/ou de la surface interne du récipient de façon à éliminer les défauts de surface éventuels patible. 30. After forming the flange, it is possible if necessary to perform a local or general heat treatment of the container. It is also possible to perform a machining of the outer surface, and / or the inner surface of the container so as to eliminate any surface defects
35. et accroître la précision dimensionnelle. 35. and increase dimensional accuracy.
Il est possible enfin d'effectuer un fluotournage, à chaud ou à froid, de Finally, it is possible to perform a flow spinning, hot or cold, of
la paroi latérale (14) du récipient afin de l'allonger et de l'amincir. the side wall (14) of the container to lengthen and thin it.
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On peut aussi percer un orifice dans le fond du récipient le plus sou- It is also possible to drill a hole in the bottom of the most
vent au voisinage de l'axe.wind near the axis.
Le procédé suivant l'invention convient à la réalisation de récipients The process according to the invention is suitable for producing containers
5. pour de nombreuses applications et plus particulièrement pour la réali- 5. for many applications and more particularly for realizing
sation d'enveloppes de propulseurs. De nombreuses variantes d'exécution sation of thruster envelopes. Many variants of execution
sont possibles qui ne sortent pas du domaine de l'invention. are possible that do not go beyond the scope of the invention.
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