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PREMIERE APPROCHE DE LA TECHNIQUE DE MISE EN FORME DES MATERIAUX PAR FORGEAGE Initiation à partir dun exemple.

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1 PREMIERE APPROCHE DE LA TECHNIQUE DE MISE EN FORME DES MATERIAUX PAR FORGEAGE Initiation à partir dun exemple

2 PREAMBULE Forge par estampage Ce procédé de forgeage à chaud utilise des outillages spécifiques pour fabriquer des pièces, ce qui sous entend que lon y a recours dés quil y a une certaine quantité de pièces à faire : les petites séries, à partir dune vingtaine de pièces environ, les moyennes séries denviron 500 à 1000 pièces et les grandes séries au-delà. La forge par estampage met en forme uniquement des métaux ferreux, à hautes températures avec des pilons ou des presses.

3 PREAMBULE FormeMasseTempératureNuanceSérie ToutesDe quelques grammes à plusieurs centaines de kilogrammes Élevée, mais toujours inférieure au solidus Métaux ferreux à partir de quelques centaines de pièces selon la forme Forge par estampage

4 PLAN DE LA PIECE USINEE Matière : 30Mn5

5 ADAPTATION A LESTAMPAGE Plan de joint Surépaisseurs dusinage Dépouilles Arrondis darêtes Congés de raccordement Cordon de bavure

6 PLAN DE LA PIECE ESTAMPEE Plan de joint : Plan, passant par la plus grande section Surépaisseurs : De 1 à 1,5 mm Dépouilles 1° Arrondis darêtes 1 mm Congés de raccordement 5 mm Cordon de bavure Ep : 1,5 mm ; larg. = 6 mm

7 GAMME DE FABRICATION Obligatoire Défaut systématique De lutilité ou non dune opération intermédiaire

8 GAMME DE FABRICATION Obligatoire Défaut systématique De lutilité ou non dune opération intermédiaire Finition directe

9 GAMME DE FABRICATION Obligatoire De lutilité ou non dune opération intermédiaire Ebauche intermédiaire

10 GAMME DE FABRICATION Obligatoire De lutilité ou non dune opération intermédiaire Finition après ébauche

11 GAMME DE FABRICATION Obligatoire Défaut systématique Capacité machine Facultatif Pas de défaut Facultatif mais utile Meilleur positionnement Amélioration de la qualité de surface Augmentation de la durée de vie des outillages De lutilité ou non dune opération intermédiaire

12 GAMME DE FABRICATION Le lopin est correctement centré dans la gravure de finition La longueur du lopin est inférieure à 2,5 D Positionnement du lopin sans opération intermédiaire

13 GAMME DE FABRICATION Le lopin est correctement centré dans lopération décrasement Tracé dune opération intermédiaire (écrasement)

14 GAMME DE FABRICATION Lopération décrasement est elle-même correctement centrée dans lopération de finition Tracé dune opération intermédiaire (écrasement)

15 POSTE DE TRAVAIL Cisaille à lopins Chauffeuse par induction Convoyeur Robot Presse destampage Convoyeur Presse debavurage Ref. contrôlé

16 DEBIT La machine Lopins cisaillés

17 DEBIT Principe du cisaillage 1 : Barre 2 : Lopin 3 : Lame fixe 4 : Lame mobile 5 : Serre barre 6 : Support lopin

18 CHAUFFAGE PAR INDUCTION La machine

19 CHAUFFAGE PAR INDUCTION Principe du chauffage par induction Application de la loi de linduction et de leffet Joule Création dun champ magnétique par un enroulement bobiné Lextérieur du lopin est le siège de courants induits Ces courants induits se transforment en chaleur La chaleur est transmise au cœur du lopin par conduction

20 CHAUFFAGE PAR INDUCTION Diagramme Fer - carbone 2C35 : 1200 – 900°C 40CrMoV12 : 1150 – 1000°C

21 CHAUFFAGE PAR INDUCTION Echauffement dun lopin peau coeur vitesse1 vitesse2 - La peau séchauffe plus vite que le coeur - La vitesse de chauffage est plus lente après la perte du magnétisme (Point de Curie) - La température est uniforme en fin de chauffage - La durée de chauffage est faible

22 PRESSE DESTAMPAGE La machinePrincipe de fonctionnement

23 PRESSE DESTAMPAGE bâti 2- coulisseau 3- excentrique 4- bielle 5- volant dinertie 6- embrayage 7- frein 8- éjecteurs 9- réglage de la longueur bielle

24 OUTILLAGE DESTAMPAGE Vue densemble de loutillage

25 OUTILLAGE DESTAMPAGE Vue de loutillage de finition Porte insert 2- Insert 3- Clavette 4- Ejecteur

26 OUTILLAGE DESTAMAPGE Matériau doutillage : X38CrMoV5-3 Analyse théorique CCrMoV 0,38530,6 Traitement thermique Trempe àMilieu de trempe Dureté HRCRésistance (MPa) °C Air, huile, bain chaud Revenu°C HRC MPa

27 OUTILLAGE DESTAMPAGE Matériau doutillage : X38CrMoV5-3 Ausénite + carbures Perlite Bainite Martensite

28 OUTILLAGE DESTAMPAGE Traitement superficiel de nitruration

29 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Modélisation du comportement du matériau forgé 800°C 1000°C 1200°C La contrainte découlement diminue lorsque la température augmente

30 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Modélisation du comportement du matériau forgé La contrainte découlement augmente lorsque la vitesse de déformation augmente 10mm/s/mm 1mm/s/mm 0,1mm/s/mm

31 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Opération préliminaire 12 34

32 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Opération préliminaire

33 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Opération préliminaire : Courbe deffort

34 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Finition 12 34

35 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Finition

36 MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE Résultats de la simulation numérique Finition: Courbe deffort

37 EBAVURAGE - DEBOUCHAGE Vue densemble de loutillage

38 EBAVURAGE - DEBOUCHAGE Vue des outils spécifiques Support de pièce 2- Poinçon 3- Découpe 4- Extracteur de pièce 5- Extracteur de bavure

39 EBAVURAGE - DEBOUCHAGE Principe 12

40 EBAVURAGE - DEBOUCHAGE Principe 34

41 EBAVURAGE - DEBOUCHAGE Principe 56

42 ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE Evolution historique Pratique classique : dissociation dans lespace et dans le temps des deux fonctions ForgeageTraitements classiques dans la masse Tendance actuelle : association forgeage - traitements thermiques ForgeageTraitements thermiques directs sur chaleur résiduelle destampage Evolution à moyen terme : fusion forgeage - traitements thermomécaniques Forgeage Traitements thermomécaniques

43 ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE Evolution de la taille de grain au cours du forgeage 0,2 mm

44 ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE Refroidissement contrôlé après estampage Obtention dune structure bainitique sur un acier 35MnV7

45 ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE Différents aciers et traitements possibles


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