PREMIERE APPROCHE DE LA TECHNIQUE DE MISE EN FORME DES MATERIAUX PAR FORGEAGE

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PREMIERE APPROCHE DE LA TECHNIQUEDE MISE EN
FORME DES MATERIAUXPAR FORGEAGE
Initiation à partir dun exemple
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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.
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PREAMBULE
Forge par estampage
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PLAN DE LA PIECE USINEE
Matière 30Mn5
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ADAPTATION A LESTAMPAGE
Arrondis darêtes
Dépouilles
Plan de joint
Congés de raccordement
Surépaisseurs dusinage
Cordon de bavure
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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
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GAMME DE FABRICATION
De lutilité ou non dune opération intermédiaire

• Obligatoire
• Défaut systématique

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GAMME DE FABRICATION
De lutilité ou non dune opération intermédiaire

• Obligatoire
• Défaut systématique

Finition directe
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GAMME DE FABRICATION
De lutilité ou non dune opération intermédiaire

• Obligatoire

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

• Obligatoire

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

• 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

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GAMME DE FABRICATION
Positionnement du lopin sans opération
intermédiaire

• Le lopin est correctement centré dans la gravure
  de finition
• La longueur du lopin est inférieure à 2,5 D

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GAMME DE FABRICATION
Tracé dune opération intermédiaire (écrasement)

• Le lopin est correctement centré dans lopération
  décrasement

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GAMME DE FABRICATION
Tracé dune opération intermédiaire (écrasement)

• Lopération décrasement est elle-même
  correctement centrée dans lopération de finition

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POSTE DE TRAVAIL
Cisaille à lopins
Robot
Chauffeuse par induction
Presse destampage
Presse debavurage
Ref. contrôlé
Convoyeur
Convoyeur
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DEBIT
Lopins cisaillés
La machine
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DEBIT

• 1 Barre
• 2 Lopin
• 3 Lame fixe
• 4 Lame mobile
• 5 Serre barre
• 6 Support lopin

Principe du cisaillage
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CHAUFFAGE PAR INDUCTION
La machine
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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 cur du lopin par
  conduction

Principe du chauffage par induction
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CHAUFFAGE PAR INDUCTION
2C35 1200 900C
40CrMoV12 1150 1000C
Diagramme Fer - carbone
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CHAUFFAGE PAR INDUCTION
vitesse2
peau
- La peau séchauffe plus vite que le coeur
- La vitesse de chauffage est plus lente après la
perte du magnétisme (Point de Curie)
coeur
vitesse1
- La température est uniforme en fin de chauffage
- La durée de chauffage est faible
Echauffement dun lopin
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PRESSE DESTAMPAGE
La machine
Principe de fonctionnement
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PRESSE DESTAMPAGE
5
3
3
6
7
4
4
9
2
2
9
1
8
8
1- bâti
4- bielle
7- frein
2- coulisseau
5- volant dinertie
8- éjecteurs
3- excentrique
6- embrayage
9- réglage de la longueur bielle
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OUTILLAGE DESTAMPAGE
Vue densemble de loutillage
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OUTILLAGE DESTAMPAGE
2
1- Porte insert
2- Insert
1
3- Clavette
4- Ejecteur
3
4
Vue de loutillage de finition
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OUTILLAGE DESTAMAPGE
Matériau doutillage X38CrMoV5-3
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OUTILLAGE DESTAMPAGE
Matériau doutillage X38CrMoV5-3
Perlite
Ausénite carbures
Bainite
Martensite
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OUTILLAGE DESTAMPAGE
Traitement superficiel de nitruration
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Modélisation du comportement du matériau forgé
800C
La contrainte découlement diminue lorsque la
température augmente
1000C
1200C
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Modélisation du comportement du matériau forgé
10mm/s/mm
La contrainte découlement augmente lorsque la
vitesse de déformation augmente
1mm/s/mm
0,1mm/s/mm
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Opération préliminaire
1
2
3
4
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Opération préliminaire
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Opération préliminaire Courbe deffort
4
3
2
1
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Finition
1
2
3
4
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Finition
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MISE EN FORME PAR ESTAMPAGE
Résultats de la simulation numérique
Finition Courbe deffort
4
3
2
1
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EBAVURAGE - DEBOUCHAGE
Vue densemble de loutillage
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EBAVURAGE - DEBOUCHAGE
4
2
1- Support de pièce
3
2- Poinçon
3- Découpe
5
4- Extracteur de pièce
1
5- Extracteur de bavure
Vue des outils spécifiques
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EBAVURAGE - DEBOUCHAGE
1
2
Principe
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EBAVURAGE - DEBOUCHAGE
3
4
Principe
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EBAVURAGE - DEBOUCHAGE
5
6
Principe
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ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE
Evolution historique
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ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE
Evolution de la taille de grain au cours du
forgeage
0,2 mm
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ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE
Refroidissement contrôlé après estampage
Obtention dune structure bainitique sur un acier
35MnV7
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ASPECTS METALLURGIQUES DU FORGEAGE
Différents aciers et traitements possibles