Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

EP1369193A1 - Formage à froid par roulage de pièces en matériau pressé-fritté - Google Patents

Formage à froid par roulage de pièces en matériau pressé-fritté Download PDF

Info

Publication number
EP1369193A1
EP1369193A1 EP03076687A EP03076687A EP1369193A1 EP 1369193 A1 EP1369193 A1 EP 1369193A1 EP 03076687 A EP03076687 A EP 03076687A EP 03076687 A EP03076687 A EP 03076687A EP 1369193 A1 EP1369193 A1 EP 1369193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
phase
rolling
tools
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03076687A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Claude Ladousse
Michel Cretin
Charles Marcon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Escofier Technologie SAS
Original Assignee
Escofier Technologie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Escofier Technologie SAS filed Critical Escofier Technologie SAS
Publication of EP1369193A1 publication Critical patent/EP1369193A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/18—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by using pressure rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/022—Finishing gear teeth with cylindrical outline, e.g. burnishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/005—Control arrangements
    • B30B11/006—Control arrangements for roller presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462—Gear making
    • Y10T29/49467—Gear shaping
    • Y10T29/49471—Roll forming

Definitions

  • the invention relates to the cold forming of parts from blanks, in particular metal. It applies in particular to blanks of pressed-sintered material.
  • Cold forming means a deformation of the metal of the blank at temperature ambient or semi-warm (up to a temperature of 300 to 500 ° C depending on the metal of the blank), below its melting temperature.
  • the blank is often driven by the tool or tools; but she can also do the object of a separate training, synchronized or not.
  • the present invention improves the situation.
  • the cold forming process by rolling a blank of material pressed-sintered is of the type in which at least one tool for approaching the blank is approached pre-determined peripheral geometry, to then roll the tool over the blank by soliciting towards each other.
  • appendix 1 expresses, in the form of a table, the characteristics of the order cold forming machines according to the invention.
  • Cold forming makes it possible in particular to achieve a very precise shape (forming proper), and / or to adjust a surface finish, which is often called burnishing, or still "superfinish".
  • the blank is what enters the forming machine, with or without preform, and the part, which comes out.
  • the invention relates a priori to the methods using machines known as "with variable center distance”, with tools of substantially constant profile on their periphery, and working "in diving ", that is to say by getting closer to the part or blank.
  • This differs from “Incremental” machines (registered trademark), which have tools with a profile variable, generally progressive, on their periphery, and work with a fixed center distance, i.e. without relative movement of approximation of the axes of revolution of the tools and the piece, or machines working "in a row”, involving an axial circulation of the part compared to tools with a constant working distance.
  • Figure 1 relates to a rolling machine with two tools O1 and O2, which work on a blank to form EB (which can also be called “part”).
  • the machine includes, on a general frame (not shown), two half-frames F1 and F2, which support the tools in rotation O1 and O2, around substantially parallel axes A1, A2.
  • An M1 motor electric by example, drives two worm gear / threaded roller SCR1 -G1 and SCR2-G2 (or just one), whose exit movement is applied to tools O1 and O2 to rotate them in the same sense in synchronism.
  • the axes A1 and A2 define the respective reference axes tools for forming the blank.
  • the machine comprises, on the general frame, a support (not shown) of the EB blank, so that it can move in rotation, in opposite direction of the tools, around an axis substantially coplanar with the two axes of rotation A1 and A2.
  • the two half-frames F1 and F2 are movable relative to each other, here under the effect of a cylinder system, with piston P1 and cylinder C1, placed on one of the half-frames, while the end of the piston rod is fixed in P10 to the other half-frame.
  • the laterality of this command can be compensated by a mechanical balun, not shown.
  • the machine further comprises, illustrated diagrammatically, an XS position sensor relative of the two half-frames, therefore of the axes A1 and A2.
  • the two actuator chambers and on the other side of the piston P1 are supplied with fluid from a hydraulic power station HG, at through an SV servo valve. This is controlled by a digital control controller NC.
  • the NC controller receives an indication of the pressures Pa, Pb in the two chambers of the cylinder. It also receives the indication of the X position of the XS sensor. It addresses to the servo valve an SVC command, in correspondence with PRG program data, and its entries.
  • FIG. 1 corresponds for example to the machines of the Hxx CN series from ESCOFIER TECHNOLOGIE, where xx corresponds to two digits indicating a dimension.
  • the program data are used to carry out the forming of the EB blank, by relative advance of axes A1 and A2, taking into account the peripheral geometry of the tools, and many other parameters.
  • penetration, calibration, decompression we can distinguish three major phases: penetration, calibration, decompression.
  • the machine shown in Figure 2 is of the same kind, except that instead of being moved only by tools O1 and O2, the blank is driven positively by an M2 motor, for example electric. This variant can also be applied to the embodiments below.
  • Figure 3 is similar to Figure 1, and the training of tools O1 and O2 is not repeated.
  • the difference is that the general frame B appears, on which the half-frames F1 and F2 are mounted by means of screw / nut systems BSD1 and BSD2, which are activated by two homologous transmissions from an electric motor M3 fixed to the frame.
  • the NC controller receives motor state quantities, in particular the information on the angular speed ( ⁇ ) and the position of the rotor ( ⁇ ); he drives the M3 engine accordingly, based on the PRG program database, and the instantaneous position X, which is a function of the angular position ⁇ .
  • Figure 3 corresponds for example to the NT series machines from ESCOFIER TECHNOLOGIE.
  • Figure 4 partially illustrates another variant.
  • the EB draft, annular is housed in a PP workpiece holder. and the tool O1 is inside, driven by the motor M1, while at outside, a roller G driven in rotation by contact with the workpiece carrier allows the application of the rolling force.
  • the position sensor XS is inside, between F2 and B.
  • the elements of control of figure 1 (SV, HG, NC, PRG) can be transposed to figure 4, only the servo-valve SV (or equivalent) being shown in Figure 4.
  • a variant of Figure 4 is to use for training one of the systems Figure 3, for example that illustrated in BSD1, and its auxiliaries, with the corresponding control elements (M3, NC, PRG).
  • FIG. 4 corresponds for example to the machines of the ALS series from ESCOFIER TECHNOLOGIE.
  • peripheral geometries of tools are used, in particular for forming grooves, knurling, threading, gearing, or any other basic shape cylindrical.
  • tools will designate one or more tools, also called “knurls”.
  • the physical quantities relating to the previous parameters determine at all times the resulting effort, necessary and sufficient, which is brought into play during the deformation.
  • the surface deformed by the tool also increases during rolling, while the roughing gradually takes the combined form of the tool (s).
  • the rolling force is the product of the contact pressure of the tool (s), by the surface of action of these. Assuming (for simplicity) a constant penetration speed of tools, the rolling effort therefore increases with the advancement of the rolling, and this at least also faster, generally faster, than this speed of penetration.
  • the rolling tools are subjected to significant forces. intensity and the repetition of these will determine the duration of use of a tool.
  • the cost of the tool is an important part of the cost of the rolling operation, and can even compromise the profitable or competitive nature.
  • the aforementioned machines generally work on blanks for solid metal parts.
  • the servos which control the support of the tools on the workpiece are controlled in position, and apply the effort required - whatever it is - to maintain the relative position expected between the tools and the workpiece, during the forming process.
  • press-sintered blank means a part obtained at an earlier stage by sintering metallic powders, i.e. a part whose relative density remains below 100 %.
  • a press-sintered blank can be obtained by mechanical uniaxial pressing of powders, and solid phase sintering.
  • the blanks thus obtained are incomplete densified, their density ranging from 80 to 95% of that of a solid material (relative density), typically 90 to 92%.
  • the Applicant is again interested in the rolling of parts made of pressed-sintered material. She observed that when a rolling technique is applied to press-sintered blanks, the limits and conditions for producing the parts from these blanks are very different from what would be encountered for identical parts rolled from of a massive blank of the same material. Indeed, the density and resistance of the material pressed-sintered are lower than those of solid material, and the distributions of the characteristics dimensional of the blanks are more spread out, in particular the eccentricity, the roundness.
  • the distance between the external surface of the part is called here "densification thickness” and its core limit, where the pressed-sintered material retains the initial density of the blank (density obtained at the last sintering operation).
  • this densified layer locally more resistant, is not enough to resist the overall strain effort when it becomes significant; then the heart is not itself not strong enough. This causes various deteriorations. This results in particular in local or complete bursting of the part, for example from the core, for parts solid, or from surfaces, for ball bearing rings.
  • the Applicant observed that excessive tri-axial stresses occur on areas insufficiently resistant to breakage, because not completely densified. Were also observed phenomena of material collapse or disintegration thereof on the surface, which then leaves in dust or small fragments, which makes it impossible to continue driving. An instability of the deformation has also been observed, which seems specific to the material.
  • the pressed-sintered material has significant variations in homogeneity, which are increased by the manufacturing process sketches. These variations are large enough to help increase the difficulties in controlling driving conditions, as necessary for generate parts in accordance with the user's geometric and functional wishes.
  • the NC command is carried out as shown schematically in Figure 6.
  • the output stage NC90 which controls the servo valve is itself controlled by a stage NC 10 which defines the flow rate of the servo valve as a function of the current position X, and possibly of its previous values (or its derivative). So we actually act on the speed of advance of the tools, and therefore on positions.
  • the floor NC90 which controls the servo valve or the servo valve is itself controlled by an NC20 stage which defines a variation in the flow rate of the servo-valve or the servo-distributor, so as to control the forces or forces transmitted to the part or blank during the driving cycle, depending on the current effort.
  • this effort is calculated from values of pressure sensors, such as Pa, Pb, mentioned above, taking into account the surfaces exposed to the fluid on either side of the piston. Effort can also be measured.
  • the means of measuring physical variables of effort and position, necessary for control and to the servo are chosen in accordance with the solutions selected for the design of the different types of machines involved.
  • the thickness of densification obtained with "effort" control is generally a little more important than the one obtained in position control. This seems to be due to better "regularity" of the rolling action, in the presence of imperfections.
  • work hardening can be better controlled. The same is true for the effects of variations in ambient temperature on the machine, as well as the temperature of its internal components, especially the driving elements (such as the fluid). It is also the same for effects of surface heating of the workpiece or blank, which are also better controlled. In addition, this heating is less, due to the better control of work hardening.
  • the difficulty is due not only to the effects of small irregularities of all kinds, but also to the fact that the interaction between a given area of the blank and the active tools takes place in a "chopped" manner, n times per revolution of the draft, where n is the number of active tools.
  • rolling cycles are implemented comprising the operations described below.
  • the X positions are considered to be decreasing when the tools approach the workpiece (since the tools then approach each other, and at the same time play time).
  • An initial approach operation 80 or (a 0 ), not shown in table 1, can be carried out in any desired manner, up to a position of the tools at a short distance from the part.
  • phase 82 or (a 1 ) - (a) in table 1 - approaches the part. It comprises a slow advance at speed Ca, and under a weak force Fa, linked to the movement of the carriages.
  • the docking is carried out by looking for the position Xa, between Xa 1 and Xa 2 , for which the force required to advance increases appreciably to a value Fa 1 , indicating contact between tools and part.
  • the value of the force threshold Fa 1 is suitably adjusted to avoid a harmful imprint of the tools on the part at first contact. This adjustment is more delicate with a press-sintered blank, and may have to be carried out by trial and error, during development tests.
  • the force applied to the tools as a result of their displacement relative to the part, then gradually increases in a controlled manner to a desired level Fb.
  • a limit is set in advance X, to avoid possible disastrous consequences of a beginning of collapse of the pressed-sintered material on itself (like a human foot on ungroomed snow). By "collapse”, here we hear an unexpected sudden jump in position.
  • the initial phase or phases 84 of operation (b) are carried out with one or more levels of rate of growth of the effort.
  • two growth rates are predicted, substantially equal to (Fb 1 - Fa 1 ) / Tb 1 , then (F b2 - Fb 1 ) / Tb 2 , to reach the levels Fb 1 and Fb 2 , respectively .
  • the progression of the effort applied to the roughing can be maintained under a value defined limit, so as not to have a critical state during the deformation (in particular triggering of the above-mentioned collapse).
  • the increase in effort is chosen as fast as possible, to limit the effects of strain hardening after contact successive tool / part. Indeed, excessive hardening results in hardening superficial, which increases the effort required to continue forming, and therefore also increases the risk of incurring a critical condition, recall that the drafts have dimensional tolerances, surface irregularities, and also inhomogeneity intrinsic.
  • the effort is then controlled (F) for one or more several successive phases, so that its evolution continues to respect a predefined cycle, until reaching a final relative position tools / part (Xb) in accordance with the final dimension of the part.
  • the most complicated can be a succession of phases with controlled effort evolving gradually, regularly or in successive stages, in a controlled manner. In general, the values of controlled effort Fb remain close to the effort Fb 2 reached at the end of step b 2 (or more generally b n ).
  • phase (b) During phase (b), generally called “penetration”, densification is obtained surface of the blank, over a selected densification thickness.
  • This thickness of densification depends on the density of the blank before rolling, on the nature of its material constitutive, as well as the geometrical modification imposed by the tools during the taxiing, taking into account the applied servo force values. There too, the conditions required to obtain a chosen densification thickness can be determined by preliminary tests.
  • This phase can use a position control, to fix a relative position tools / part (Xc). This can for example make it possible to obtain a part meeting criteria of user-defined circularity.
  • the effort is no longer the basic size of the enslavement for this phase, and it generally varies appreciably decreasing, up to a low value, linked to the plastic deformation limit value, below which the part only undergoes elastic deformations.
  • the relative roughing / tool position is kept substantially constant during a chosen time, defined to obtain a part of acceptable geometry, in particular in circularity.
  • the periphery of the rolling tool (s) is substantially circular (in section straight) or generally cylindrical (relative to an average diameter, in the presence of teeth, or thread).
  • the blank can be pre-formed, in particular with teeth, in which case, in principle, the tool or tools are provided with homologous teeth.
  • the blank can be pre-formed into a ring, in particular a bearing, in which case, in principle, the tool or tools have a uniform external periphery (not necessarily cylindrical of revolution).
  • a terminal phase (d) or 88 of decompression is planned to move the tools away from the room.
  • This phase can be conventionally determined in terms of recoil speed, or better controlled, in the form of a decreasing effort in a controlled way.
  • the penetration phase or phases take place under servo-control effort.
  • a programmed position Xb we end the control when the desired position is reached (86).
  • the set can therefore be called servo effort / position (effort then position).
  • the process described performs cold forming by rolling a blank in pressed-sintered material, in which at least one geometry tool is approached from the blank pre-determined device, to then roll the tool on the blank while urging them towards each other.
  • a phase (a) of approaching the blank the method comprises a penetration phase (b).
  • this penetration phase comprises, towards its end (b n ), at least one rolling phase under substantially constant force, to a chosen position, this force, the chosen position, and the number corresponding passages being determined to control the surface densification and the dimensions of the rolled part.
  • the substantially constant force can be defined with respect to a critical value, maintained below the deterioration threshold, which can be determined experimentally and / or in another way (for example by extrapolation from similar parts).
  • substantially constant is meant a variation which may be of the order of 10% of the critical value. The 10% is preferably taken below the critical value, which can allow the latter to be brought closer to the deterioration threshold, if desired. By that same, one can decrease the rolling time, and, then, have a better control of the work hardening.
  • phase (b) can include maintaining the force applied to the blank below a limit value defined in relation to a threshold of deterioration of the pressed-sintered blank.
  • the deterioration can be due to a burst of the heart, to a disintegration of the surface, and / or undue hardening.
  • the deterioration threshold depends on various factors, such as the constraints acceptable by the blank with regard to the desired conformity for the part finished, as well as the constraints linked to the desired longevity of the tool.
  • Phase (b) can also understand the maintenance of the force applied to the roughing at a sufficiently close value of said limit, to avoid excessive strain hardening by minimizing the rolling time (including depends on the production cost).
  • there are applications like "burnishing" correctionion of the geometry of a part), where work hardening is less critical, even sought.
  • phase of penetration (b) is carried out at least partially under force control.
  • the phase (b n ) of rolling under substantially constant force can be preceded by (b 1 ) at least one phase of rise in rolling force, bounded by a maximum value of this force of rolling.
  • the increase in effort of phase (b 1 ) is also limited in terms of progression of the effort over time. More precisely still, the increase in force of phase (b 1 ) can be carried out according to a critical law tending to bring the progression closer to an admissible limit value, determined experimentally, taking into account the geometric and mechanical characteristics of the blank and of the finished part. This makes it possible to get closer to the ideal consisting (except in special cases) of carrying out the rise in effort as quickly as the characteristics of the blank and of the finished part can admit.
  • the periphery of the tools can be uniform or smooth, in order to form, rings or worn, which is particularly advantageous in pressed-sintered material, since the material can densify, without spreading longitudinally in the direction of the axes A1 and A2, as the would make a massive material.
  • it may also take various other predetermined forms: threads, or annular grooves, or straight or helical teeth, in particular, to form grooves, knurling, thread, or a gear.
  • the blanks may themselves have shapes from the development pressed-sintered, for example teeth.
  • Figures 9A and 9B illustrate general patterns of the force and position curves that can be observed according to the invention.
  • Figure 14 is a schematic sectional view which shows the blank EB, and the part ultimately desired PI.
  • the area in a single hatched line corresponds to the part of the blank which is not modified by rolling.
  • the area in double hatched lines indicates the geometry final part, while the blank is slightly larger, as shown.
  • Such a part is known under the name "biconic roller", and can have by example a diameter of 30 mm (draft).
  • Such a part can be manufactured by a conventional method, using a servo position (expressed in speed and final position), to obtain an outside diameter final 29.5 mm.
  • a servo position expressed in speed and final position
  • the same kind of part was prepared by rolling according to the invention, with a servo effort, followed by a final command in position, for superfinishing.
  • the variation of the finished diameter is now at most equal to 15 ⁇ .
  • the variations in circularity are at most equal to 10 ⁇ .
  • the implementation of the invention also results in a variation of the speed of advance tools, depending on the actual strength of the blank during rolling.
  • the Applicant has sought conditions corresponding to a reduction in diameter on the sidewall as well as the tooth foot diameter, to reach the diameters fixed to the plane of definition, from preformed blanks of different natures and geometries. It follows variations in the densification thickness.
  • a conventional rolling was carried out in position control, in order to obtain a final dimension of 34.50 mm.
  • the result was a broken coin, which exploded in multiple fragments.
  • the cause analyzed was a dispersion of hardness between drafts. It results in a variable final effort from one room to another, occasionally taking on values too large which produce the above-mentioned case.
  • the possible remedy (known as enslavement position) consists in such a case of decreasing the speed of advance. But the result is a time Rolling (or number of parts revolutions) too high, which results in a excessive surface hardening of the blank or part, and a decohesion thereof.
  • the force command described can be applied to the rolling of parts according to variable implementations and means, based on current techniques used, or others to come in the field, such as linear motors, for example.
  • current techniques used or others to come in the field, such as linear motors, for example.
  • Measured variables are not necessarily efforts: we have seen that we can, in particular from pressures, which is only an example not limiting.
  • the action quantities are also not necessarily efforts, since we will be able to link them to efforts or forces, with the required precision.
  • the invention also covers the essential element which constitutes a program for controlling a numerically controlled machine, for implementing the method, in all of its described variants.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de formage à froid par roulage d'une ébauche en matériau pressé-fritté. Ce procédé comprend le fait d'approcher de l'ébauche au moins un outil de géométrie périphérique pré-déterminé, pour faire rouler ensuite l'outil sur l'ébauche en les sollicitant l'un vers l'autre. De plus, ce procédé comprend , après une phase d'approche (a0) de l'ébauche, une phase de pénétration, avec: (bn) au moins une phase de roulage sous effort sensiblement constant, jusqu'à une position choisie, cet effort, la position choisie, et le nombre de passages correspondant étant déterminés pour contrôler la densification de surface et les dimensions de la pièce roulée. <IMAGE>

Description

L'invention concerne le formage à froid de pièces à partir d'ébauches, notamment métalliques. Elle s'applique en particulier aux ébauches en matériau pressé-fritté.
On entend par "formage à froid" une déformation du métal de l'ébauche à température ambiante ou à mi-chaud (jusqu'à une température de 300 à 500°C suivant le métal de l'ébauche), en dessous de sa température de fusion.
Il convient de distinguer le formage à froid par roulage de révolution (en bref "roulage"), qui utilise des outils rotatifs ou équivalents, par opposition à d'autres modes de formage à froid, comme l'usinage, l'estampage, l'emboutissage, ou encore l'extension.
Il existe plusieurs configurations de formage par roulage:
  • formage externe de l'ébauche, à l'aide d'un outil, l'ébauche étant tenue par ailleurs, ou bien de deux outils ou plus, régulièrement répartis autour de la périphérie externe de l'ébauche;
  • formage interne d'une ébauche creuse, à l'aide d'au moins un outil interne et d'au moins un outil externe, ou d'un support externe tournant avec l'ébauche.
Par ailleurs, l'ébauche est souvent entraínée par le ou les outils ; mais elle peut aussi faire l'objet d'un entraínement séparé, synchronisé ou non.
Le pilotage en position des outils par rapport à l'ébauche est une opération particulièrement délicate. On utilise en général une commande de position hydraulique (vérin) ou mécanique (vis-écrou). Mais il s'est avéré que les techniques connues de pilotage ne donnaient pas toujours satisfaction, notamment dans le cas d'ébauches en matériau pressé-fritté, comme on le verra.
La présente invention vient améliorer la situation.
Tel que proposé, le procédé de formage à froid par roulage d'une ébauche en matériau pressé-fritté est du type dans lequel on approche de l'ébauche au moins un outil de géométrie périphérique pré-déterminé, pour faire rouler ensuite l'outil sur l'ébauche en les sollicitant l'un vers l'autre.
Selon un aspect de l'invention, ce procédé comprend, après une phase (a) d'approche de l'ébauche, une phase de pénétration (b), avec:
  • (bn) au moins une phase de roulage sous effort sensiblement constant, jusqu'à une position choisie, cet effort, la position choisie, et le nombre de passages correspondant étant déterminés pour contrôler la densification de surface et les dimensions de la pièce roulée.
    • Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu, après une phase (a) d'approche de l'ébauche, une phase de pénétration (b), avec:
  • (b1) au moins une phase de montée en effort de roulage, bornée par une valeur maximum de cet effort de roulage.
  • La phase (bn) de roulage sous effort sensiblement constant peut alors se dérouler ensuite, le cas échant.
    • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement une machine de formage à froid, possédant un premier type d'entraínement d'outils,
    • la figure 2 représente schématiquement une variante applicable notamment à la machine de la figure 1,
    • la figure 3 représente schématiquement une machine de formage à froid, possédant un second type d'entraínement d'outils,
    • la figure 4 représente schématiquement et partiellement une machine du même type que celle de la figure 1, mais dans laquelle l'un des outils travaille à l'intérieur d'une ébauche annulaire,
    • les figures 5A à 5G illustrent différentes variantes de la disposition géométrique des outils de formage,
    • la figure 6 est un schéma de principe d'une commande de machine connue, à maítrise de position,
    • la figure 7 est un schéma de principe d'une commande de machine utilisée selon l'invention, à maítrise de force,
    • la figure 8 est un diagramme d'étapes illustrant un exemple de mise en oeuvre de l'invention,
    • les figures 9A et 9B sont respectivement des diagrammes temporels schématiques de force et de position, dans un exemple d'application de l'invention,
    • les figures 10 à 13 sont des diagrammes mesurés, de force et de position, dans différents exemples de mise en oeuvre de l'invention, et
    • la figure 14 illustre schématiquement une ébauche et une pièce pour un exemple particulier de roulage.
    En outre, l'annexe 1 exprime, sous forme de tableau, des caractéristiques de la commande de machines de formage à froid, selon l'invention.
    La description détaillée ci-après, la ou les annexes, et les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.
    Le formage à froid permet notamment de réaliser une forme très précise (formage proprement dit), et/ou d'ajuster un état de surface, ce que l'on appelle souvent galetage, ou encore "superfinition".
    Classiquement, l'ébauche est ce qui entre dans la machine de formage, avec ou sans préforme, et la pièce, ce qui en sort. On utilisera indifféremment ou ensemble les mots "ébauche" et "pièce", pour les états intermédiaires à l'intérieur de la machine.
    Des indications détaillées sur le formage à froid par roulage de révolution, ou roulage, peuvent être trouvées sur le site www.escofier.com, aux pages "métier procédé", ainsi que dans la documentation technique imprimée correspondante.
    L'invention concerne a priori les procédés utilisant des machines dites "à entr'axe variable", avec des outils de profil sensiblement constant sur leur périphérie, et travaillant "en plongée", c'est-à-dire en se rapprochant de la pièce ou ébauche. Ceci se distingue des machines du type "Incrémental" (marque déposée), lesquelles ont des outils avec un profil variable, généralement progressif, sur leur périphérie, et travaillent à entr'axe fixe, c'est-à-dire sans mouvement relatif de rapprochement des axes de révolution des outils et de la pièce, ou des machines travaillant "à l'enfilade", impliquant une circulation axiale de la pièce par rapport aux outils dont l'entr'axe de travail est constant.
    La figure 1 concerne une machine de roulage à deux outils O1 et O2, qui travaillent sur une ébauche à former EB (que l'on peut appeler aussi "pièce"). La machine comprend, sur un bâti général (non représenté), deux demi-bâtis F1 et F2, qui supportent à rotation les outils O1 et O2, autour d'axes sensiblement parallèles A1, A2. Un moteur M1, électrique par exemple, entraíne deux systèmes vis sans fin/galet fileté SCR1 -G1 et SCR2-G2 (ou un seul), dont le mouvement de sortie est appliqué aux outils O1 et O2 pour les faire tourner dans le même sens en synchronisme. Les axes A1 et A2 définissent les axes de référence respectifs des outils pour le formage de l'ébauche. La machine comprend, sur le bâti général, un support (non représenté) de l'ébauche EB, de sorte qu'elle puisse se déplacer en rotation, en sens opposé des outils, autour d'un axe sensiblement coplanaire aux deux axes de rotation A1 et A2.
    Les deux demi-bâtis F1 et F2 sont mobiles l'un par rapport à l'autre, ici sous l'effet d'un système vérin, à piston P1 et cylindre C1, placé sur l'un des demi-bâtis, tandis que l'extrémité de la tige de piston est fixée en P10 sur l'autre demi-bâti. La latéralité de cette commande peut être compensée par un symétriseur mécanique, non représenté.
    La machine comprend en outre, illustré schématiquement, un capteur XS de la position relative des deux demi-bâtis, donc des axes A1 et A2. Les deux chambres du vérin, de part et d'autre du piston P1, sont alimentées en fluide depuis une centrale hydraulique HG, à travers une servo-valve SV. Celle-ci est pilotée par un contrôleur de commande numérique NC. Le contrôleur NC reçoit une indication des pressions Pa, Pb dans les deux chambres du vérin. Il reçoit également l'indication de la position X du capteur XS. Il adresse à la servo-valve une commande SVC, en correspondance de données de programme PRG, et de ses entrées.
    La figure 1 correspond par exemple aux machines des séries Hxx CN d'ESCOFIER TECHNOLOGIE, où xx correspond à deux chiffres indiquant une dimension.
    Après mise en place de l'ébauche, les deux axes A1 et A2 étant suffisamment éloignés, les données de programme sont mises en oeuvre pour réaliser le formage de l'ébauche EB, par avance relative des axes A1 et A2, compte-tenu de la géométrie périphérique des outils, et de nombreux autres paramètres. Dans le processus de formage, on peut distinguer trois grandes phases : pénétration, calibrage, décompression.
    La machine schématisée à la Figure 2 est du même genre, sauf qu'au lieu d'être mue seulement par les outils O1 et O2, l'ébauche est entraínée positivement par un moteur M2, par exemple électrique. Cette variante peut aussi s'appliquer aux modes de réalisation ci-après.
    Cet entraínement supplémentaire ou complémentaire de la pièce par rapport aux outils peut être aussi mis en oeuvre lorsque les circonstances ou le procédé le nécessitent (indexage automatique de pièces dentées, division précise de profils, notamment):
    • entraínement indépendant dans la machine dite H40 CN galetage d'ESCOFIER TECHNOLOGIE,
    • entraínement synchronisé dans la machine dite Syncroll d'ESCOFIER TECHNOLOGIE., Le moteur M2 est alors maintenu dans le synchronisme voulu avec le moteur M1, compte-tenu notamment du rapport de synchronisme requis. Ce rapport peut être pris entre la vitesse angulaire ω1 des outils et celle ω2 de l'ébauche, plus exactement pour préserver l'égalité de leurs vitesses tangentielles respectives à leurs diamètres de fonctionnement. S'agissant de profils à dents, on peut prendre un rapport de nombre de dents.
    La figure 3 est semblable à la figure 1, et l'entraínement des outils O1 et O2 n'est pas répété. La différence réside en ce que le bâti général B apparaít, sur lequel les demi-bâtis F1 et F2 sont montés par l'intermédiaire d'entraínements par systèmes vis/écrou BSD1 et BSD2, lesquels sont actionnés, par deux transmissions homologues, depuis un moteur électrique M3 fixé au bâti. Le contrôleur NC reçoit des grandeurs d'état du moteur, notamment les informations sur la vitesse angulaire (ω) et la position du rotor (α) ; il pilote le moteur M3 en conséquence, sur la base de données de programme PRG, et de la position instantanée X, qui est une fonction de la position angulaire α.
    La figure 3 correspond par exemple aux machines des séries NT d'ESCOFIER TECHNOLOGIE.
    La figure 4 illustre partiellement une autre variante. Ici, l'ébauche EB, annulaire, est logée dans un porte-pièce PP. et l'outil O1 est à l'intérieur, entraíné par le moteur M1, tandis qu'à l'extérieur, un galet G entraíné en rotation par contact avec le porte-pièce permet l'application de l'effort de roulage. Dans l'exemple, il n'y aplus qu'un chariot F2 logé dans le bâti général B. Le capteur de position XS est à l'intérieur, entre F2 et B. Les éléments de contrôle de la figure 1 (SV, HG, NC, PRG) sont transposables à la figure 4, seule la servo-valve SV (ou équivalent) étant représentée sur la figure 4.
    Une variante de la figure 4 consiste à utiliser pour l'entraínement l'un des systèmes d'entraínement de la figure 3, par exemple celui illustré en BSD1, et ses auxiliaires, avec les éléments de commande correspondants (M3, NC, PRG).
    La figure 4 correspond par exemple aux machines des séries ALS d'ESCOFIER TECHNOLOGIE.
    Généralement, ce sont les outils qui entraínent la pièce en rotation. Mais la pièce peut aussi être entraínée, comme dans le cas de la figure 2. Une machine peut comporter de un à n outils, dont la configuration, c'est-à-dire l'implantation géométrique et le support sont susceptibles de différentes variantes:
    • 2 outils externes tous deux mobiles en translation relative (Figure SA), comme déjà décrit à propos des figures 1 à 3 ;
    • 2 outils externes dont l'un O1 est d'axe fixe, et l'autre O2 d'axe mobile en translation (Figure 5B);
    • plus de deux outils externes, en principe régulièrement distribués, mobiles en translation relative, par exemple 3 outils (Figure 5C), ou 4 outils (Figure 5D) ;
    • un outil interne et l'autre externe, pour une ébauche annulaire (Figure 5E);
    • des variantes à un seul outil, qui peut être interne (Figure 5F), l'ébauche étant tenue sur un support EBS mobile en rotation, comme décrit par exemple à propos de la figure 4, ou externe (Figure 5G), l'ébauche étant montée sur un support rotatif.
    Par ailleurs, différentes géométries périphériques d'outils sont utilisées, notamment pour former des cannelures, un moletage, un filetage, un engrenage, ou toute autre forme de base cylindrique.
    Dans la suite du texte, le terme "les outils" désignera indifféremment un ou plusieurs outils, que l'on appelle aussi "molettes".
    Dans ces machines, l'action de déformation de la pièce par les outils est la conséquence du mouvement relatif radial créé entre eux par un dispositif de déplacement. Comme on l'a vu, cela peut être un moyen hydraulique (Vérin), ou mécanique (système vis/écrou associé à un moteur électrique ou hydraulique). On peut aussi envisager des moteurs linéaires.
    La déformation de la pièce, en accord avec la forme périphérique des outils, demande une action variable selon de nombreux paramètres ou facteurs:
    • les matériaux de la pièce et des outils,
    • les formes réalisées,
    • les diamètres respectifs de la pièce et des outils (ou autre dimension critique),
    • la surface de contact entre la pièce et chaque outil, résultant de la profondeur de pénétration à chaque action ou passe des outils.
    Les grandeurs physiques relatives aux paramètres précédents (dureté matière, surface en contact, vitesse de pénétration des outils dans la pièce, etc.) déterminent à chaque instant l'effort résultant, nécessaire et suffisant, qui est mis en jeu lors de la déformation.
    Cet effort doit devenir suffisamment important et être appliqué suffisamment longtemps (nombre de révolutions de pièces), pour atteindre la déformation souhaitée, sans provoquer une rupture de la pièce ou créer des défauts la rendant impropre à l'utilisation. Si l'effort doit être modifié, il sera nécessaire de modifier l'une des grandeurs physiques, qui sera souvent la vitesse de pénétration des outils dans la pièce.
    Au fur et à mesure du roulage de la pièce, sa résistance à la déformation locale à l'endroit où elle est en contact avec les outils s'accroít, pour différentes raisons, dont un phénomène d'écrouissage de la matière, induit par les déformations successives provoquées à chaque contact outils/pièce.
    La pression nécessaire à la déformation s'accroít donc avec ces phénomènes.
    La surface déformée par l'outil s'accroít également au cours du roulage, tandis que l'ébauche prend peu à peu la forme conjuguée du ou des outils.
    L'effort de roulage est le produit de la pression de contact du ou des outils, par la surface d'action de ceux-ci. En supposant (pour simplifier) une vitesse de pénétration constante des outils, l'effort de roulage augmente donc avec l'avancement du roulage, et ce au moins aussi vite, en général plus vite, que cette vitesse de pénétration.
    Pour que la déformation locale requise puisse s'effectuer, il faut que, du début à la fin, la pièce dans son ensemble résiste à l'effort total que les outils lui impriment, jusqu'à obtenir une pièce finale conforme aux critères géométriques et structurels souhaités à ce stade de sa fabrication.
    Dans le même temps, les outils de roulage sont soumis à des efforts importants. L'intensité et la répétition de ceux-ci détermineront la durée d'utilisation d'un outil. A son tour, le coût de l'outil est une partie importante du coût de l'opération de roulage, et peut même en compromettre le caractère rentable ou compétitif.
    Les machines précitées travaillent en général sur des ébauches de pièces en métal massif. Les asservissements qui commandent l'appui des outils sur la pièce sont commandés en position, et appliquent l'effort requis - quel qu'il soit - pour maintenir à tout moment la position relative prévue entre les outils et la pièce, au cours du processus de formage. Il n'existe pas actuellement de modèle permettant de représenter le phénomène, même pour un matériau massif. En conséquence, les programmes de commande sont établis de manière expérimentale.
    Différent facteurs font qu'il est parfois souhaité d'utiliser des ébauches en matériau pressé-fritté.
    Par ébauche pressée-frittée, on entend une pièce obtenue à une étape antérieure par frittage de poudres métalliques, c'est à dire une pièce dont la densité relative reste inférieure à 100 %. Une ébauche pressée-frittée peut être obtenue par pressage mécanique uni-axial de poudres, et frittage en phase solide. Les ébauches ainsi obtenues sont incomplètement densifiées, leur densité allant de 80 à 95 % de celle d'un matériau massif (densité relative), typiquement de 90 à 92 %.
    Les pièces obtenues directement par pressage-frittage sont très économiques à réaliser. Cependant, la précision dimensionnelle sur leur forme peut être insuffisante, pour certaines applications exigeantes. De plus, des problèmes peuvent se poser au niveau de la tenue en service des zones fortement sollicitées, du fait de la densification incomplète des pièces en matériau pressé-fritté.
    Actuellement, on n'utilise que peu ou pas le formage à froid d'ébauches pressées-frittées non formées, malgré différentes propositions existantes:
    • US-A-5,711,187 et US-A-5,884,527 décrivent un ré-usinage superficiel d'engrenages en fritté déjà préformés, en roulage classique, c'est-à-dire sans comporter de préoccupations ni d'enseignements spécifiques en ce qui concerne les conditions du roulage, et leurs conséquences;
    • US-A-5,659,955 part également d'ébauches frittées, sur lesquelles il exécute soit un usinage qui progresse en longueur (dans la direction de l'axe de rotation de l'ébauche), soit là aussi un ré-usinage superficiel d'engrenages en fritté déjà préformés, dont le principe est du type "enfilade", sur une machine à entr'axe fixe.
    • d'autres brevets, comme US-A-4,708,912 ou encore DE-A-3 140 189 tentent d'appliquer un roulage classique, essentiellement pour l'obtention d'engrenages fortement sollicités.
    La Demanderesse s'est intéressée à nouveau au roulage de pièces en matériau pressé-fritté. Elle a observé que, lorsqu'une technique de roulage est appliquée à des ébauches pressées-frittées, les limites et conditions de réalisation des pièces à partir de ces ébauches sont très différentes de celles qui seraient rencontrées pour des pièces identiques roulées à partir d'une ébauche massive du même matériau. En effet, la densité et la résistance du matériau pressé-fritté sont inférieures à celles du matériau solide, et les distributions des caractéristiques dimensionnelles des ébauches sont plus étalées, notamment l'excentration, la rotondité.
    Il a été constaté notamment que:
    • le coeur de la pièce en pressé-fritté possède une résistance aux différentes contraintes mécaniques inférieure à celle d'une pièce solide,
    • par contre, la pression de surface nécessaire à la déformation va croítre en même temps que la densification périphérique qui résulte de cette déformation, jusqu'à atteindre une valeur proche de celle du matériau solide.
    On appelle ici "épaisseur de densification" la distance entre la surface extérieure de la pièce et sa limite à coeur, où le matériau pressé-fritté conserve la densité initiale de l'ébauche (densité obtenue à la dernière opération du frittage).
    Avec les techniques de roulage classiques, il a été observé que cette "épaisseur de densification" est faible, et généralement inférieure à 1 mm. Ceci peut suffire pour améliorer la tenue en service d'engrenages assez fortement sollicités. C'est ce que décrivent les brevets US-A-5,711,187 ou US-A-5,884,527, qui montrent qu'une densification de 90 à 100 % sur une épaisseur de 0,38 à 1 mm en pied de denture et/ou sur les flancs des dents d'un engrenage peut convenir, sans toutefois décrire précisément comment obtenir cela industriellement.
    En général, cette couche densifiée, localement plus résistante, ne suffit pas à résister à l'effort global de déformation lorsqu'il devient important; ensuite, le coeur n'est lui-même pas assez résistant. Ceci engendre différentes détériorations. Il en résulte notamment un éclatement local ou complet de la pièce, par exemple à partir du coeur, pour les pièces pleines, ou à partir des surfaces, pour les bagues de roulements à billes. La Demanderesse a observé que se produisent des contraintes tri-axiales excessives sur des zones insuffisamment résistantes à la rupture, car non complètement densifiées. Ont été également observés des phénomènes d'effondrement du matériau ou de désagrégation de celui-ci en surface, qui part alors en poussière ou menus fragments, ce qui rend impossible la poursuite du roulage. A encore été observée une instabilité de la déformation, qui semble propre au matériau pressé-fritté; il en résulte qu'un réglage des paramètres classiques du roulage fait sur une ébauche donnée, peut ne pas convenir aux ébauches suivantes, d'où des résultats aléatoires et donc inacceptables, du fait de leur manque de reproductibilité, face aux tolérances inhérentes à la production d'ébauches en pressé-fritté.
    En d'autres termes, de par sa nature granulaire, le matériau pressé-fritté présente des variations d'homogénéité significatives, qui sont augmentées par le processus de fabrication des ébauches. Ces variations sont suffisamment importantes pour contribuer à accroítre les difficultés de maítrise des conditions de roulage, telles qu'elles sont nécessaires pour engendrer des pièces conformes aux souhaits géométriques et fonctionnels de l'utilisateur.
    Par ailleurs, une technique de roulage appliquée à des matériaux frittés aura sur les outils la même conséquence qu'elle a lorsqu'elle est appliquée à un matériau solide en le soumettant aux mêmes contraintes de roulage, en particulier sur leur durée d'utilisation. Il est clair que les difficultés précitées, notamment les risques d'éclatement de pièces sont de nature à diminuer nettement la durée de vie des outils.
    La Demanderesse a constaté qu'il est possible d'améliorer les choses en partant d'une démarche inverse de celle suivie jusqu'à présent.
    Classiquement, dans le cas d'une servo-valve ou d'un servo-distributeur (figure 1), la commande NC s'effectue comme indiqué schématiquement sur la figure 6. L'étage de sortie NC90 qui commande la servo-valve est lui-même commandé par un étage NC 10 qui définit le débit de la servo-valve en fonction de la position X actuelle, et éventuellement de ses valeurs précédentes (ou de sa dérivée). On agit donc en fait sur la vitesse d'avance du ou des outils, et par conséquent sur les positions.
    On peut procéder différemment, comme indiqué schématiquement sur la figure 7. L'étage de sortie NC90 qui commande la servo-valve ou le servo-distributeur est lui-même commandé par un étage NC20 qui définit une variation du débit de la servo-valve ou du servo-distributeur, de manière à maítriser les forces ou efforts transmis à la pièce ou ébauche pendant le cycle de roulage, en fonction de l'effort actuel. En l'espèce, cet effort est calculé à partir de valeurs de capteurs de pression, tels que Pa, Pb, précités, compte-tenu des surfaces exposées au fluide de part et d'autre du piston. L'effort peut aussi être mesuré.
    Il s'est avéré que ceci améliore les caractéristiques du roulage, ainsi que de la pièce obtenue; en outre, cela prolonge la durée de vie des outils, et préserve leur intégrité en évitant les surcharges.
    Autrement dit, dans le but de rouler des pièces frittées, il est proposé un procédé de roulage par efforts ou forces contrôlés, de préférence via un asservissement, ou, plus généralement, une réaction.
    Comme pour les asservissements en position antérieurs, le comportement d'une ébauche soumise à roulage sous asservissement en force ou effort n'est pas actuellement modélisables, même pour un matériau massif, a fortiori pour un matériau pressé-fritté. En conséquence, les programmes de commande sont établis de manière expérimentale, au moins pour la phase (b).
    Sur la Figure 7, la maítrise de l'effort délivré par le moyen de roulage (machine) est obtenue en référence à un asservissement d'un système hydraulique de déplacement des outils. L'homme de métier sait transposer une tel asservissement à d'autres systèmes de déplacement, notamment un système à moteurs électriques comme illustré sur la Figure 3.
    Les moyens de mesure des variables physiques d'effort et de position, nécessaires au contrôle et à l'asservissement, telles que par exemple distance de déplacement, angle de rotation d'un système vis écrou, pression d'un fluide, intensité tension fréquence d'un courant, contrainte sur une jauge correspondante, sont choisis en accord avec les solutions retenues pour la conception des différents types de machines concernés.
    Il s'est avéré que le contrôle ou asservissement en effort ou force est nettement supérieur au contrôle ou asservissement en position. En l'absence de modèle, les phénomènes en cause sont difficiles à analyser. Il semble cependant que cette supériorité tienne en partie au fait que l'asservissement en effort ou force assure une meilleure tolérance des éventuels problèmes liés aux ébauches en pressé-fritté, compte-tenu de la réponse de la chaíne d'asservissement. Cette supériorité compense largement les inconvénients liés au côté paradoxal de l'usage d'un asservissement en effort ou force, alors qu'il s'agit finalement d'obtenir une position précise (en absolu, ou en relatif).
    Par ailleurs, il s'est avéré que, toutes autres données par ailleurs égales, l'épaisseur de densification obtenue avec un asservissement en "effort" est généralement un peu plus importante que celle que l'on obtient en asservissement de position. Ceci semble du à une meilleure "régularité" de l'action de roulage, en présence d'imperfections. En même temps, l'écrouissage peut être mieux contrôlé. Il en est de même pour les effets des variations de la température ambiante sur la machine, ainsi que de la température de ses éléments internes, notamment les éléments moteurs (comme le fluide). Il en est également de même pour les effets de l'échauffement superficiel de la pièce ou ébauche, qui sont également mieux contrôlés. En outre, cet échauffement est moins grand, du fait du meilleur contrôle de l'écrouissage.
    De façon plus détaillée, les avantages suivants sont apparus pour le contrôle ou asservissement en effort. Il permet :
  • a) de ne plus subir les variations de position réelle des outils, par rapport à la position mesurée, conséquences des variations d'effort sur des éléments mécaniques qui (machine comprise) se comportent de fait comme de gros ressorts (de constante K).
  • b) de pouvoir pleinement bénéficier au début du roulage des avantages d'une matière pas encore affectée par l'écrouissage, lequel est utile à la résistance mécanique finale, mais défavorable à la déformation, et à sa progressivité, et tend à engendrer des échauffements locaux de la pièce ou ébauche.
    • La difficulté tient non seulement aux effets de petites irrégularités de toutes sortes, mais aussi au fait que l'interaction entre une zone donnée de l'ébauche et les outils actifs s'effectue de façon "hachée", n fois par tour de l'ébauche, où n est le nombre d'outils actifs.
    Une exemple de réalisation sera maintenant décrit en référence à la Figure 8, ainsi qu'au tableau 1 de l'annexe 1. Dans ce tableau 1 , les cases grisées indiquent, à chaque phase, la ou les grandeurs essentielles sur lesquelles s'appuie la commande numérique. Les outils sont en permanence en rotation, comme indiqué dans la colonne des vitesses angulaires ω.
    Dans cet exemple, on met en oeuvre des cycles de roulage comprenant les opérations décrites ci-après.
    De façon générale, les positions X sont considérées comme décroissantes lorsque les outils se rapprochent de la pièce (puisque les outils se rapprochent alors l'un de l'autre, et en même temps de la pièce).
    Une opération initiale d'approche 80 ou (a0), non représentée sur le tableau 1, peut être réalisée de toute manière désirée, jusqu'à une position des outils à faible distance de la pièce.
    Ensuite, la phase 82 ou (a1) - (a) dans le tableau 1 - réalise un accostage de la pièce. Elle comporte une avance lente à vitesse Ca, et sous un effort faible Fa, lié au déplacement des chariots. L'accostage s'effectue en recherchant la position Xa, comprise entre Xa1 et Xa2, pour laquelle l'effort nécessaire pour avancer s'accroít sensiblement jusqu'à une valeur Fa1, indiquant un contact entre outils et pièce. On peut borner l'avance par une position minimale XMINa.
    La valeur du seuil d'effort Fa1 est convenablement ajustée pour éviter une empreinte néfaste des outils sur la pièce au premier contact. Cet ajustement est plus délicat avec une ébauche pressée-frittée, et peut devoir être réalisé par tâtonnements préalables, lors d'essais de mise au point.
    Il est important de noter qu'à l'accostage, la pièce commence à tourner (sauf éventuellement le cas où elle est mue séparément).
    A l'opération (b) ou 84+86, l'effort appliqué aux outils, en conséquence de leur déplacement relatif par rapport à la pièce, croít ensuite progressivement de façon contrôlée jusqu'à un niveau souhaité Fb. Une limite est fixée à l'avance X, pour éviter les éventuelles conséquences désastreuses d'un commencement d'effondrement du matériau pressé-fritté sur lui-même (à la manière d'un pied humain sur la neige non damée). Par "effondrement", on entend ici un saut brutal de position inattendu.
    De préférence, la ou les phases initiales 84 de l'opération (b) s'effectuent avec un ou plusieurs paliers de taux de croissance de l'effort. Dans l'exemple représenté, on prévoit deux taux de croissance, sensiblement égaux à (Fb1 - Fa1)/Tb1, puis (Fb2 - Fb1)/Tb2, pour atteindre les niveaux Fb1 et Fb2, respectivement.
    Ainsi, la progression de l'effort appliqué à l'ébauche peut être maintenue sous une valeur limite définie, pour ne pas faire naítre d'état critique pendant la déformation (en particulier un déclenchement de l'effondrement précité). Ceci étant, l'accroissement de l'effort est choisi aussi rapide que possible, pour limiter les effets de l'écrouissage consécutif aux contacts successifs outil/pièce. En effet, un écrouissage excessif se traduit par un durcissement superficiel, qui fait augmenter l'effort requis pour continuer le formage, et par conséquent augmente aussi le risque d'encourir un état critique, rappel étant fait que les ébauches ont des tolérances dimensionnelles, des irrégularités superficielles, et aussi une inhomogénéïté intrinsèque.
    Ces phases initiales (b) sont importantes pour obtenir une déformation aussi régulière et progressive que possible au début du roulage alors que, en particulier:
    • L'ébauche frittée a toujours des défauts de dimension, de circularité, de concentricité, et d'homogénéité
    • La profondeur d'action des outils dans la pièce évolue entre une valeur nulle (contact outils/pièce du début) et une profondeur résultant de leur pénétration progressive au cours de la rotation de la pièce avant que le point de contact d'origine ne rencontre à nouveau les outils (un demi tour de pièce par exemple sur une machine à deux molettes)
    • Les parties mécaniques de la machine subissent des déformations variables en relation avec la variation de l'effort de travail.
    A la phase finale 86 de l'opération (b), l'effort est ensuite asservi (F) pendant une ou plusieurs phases successives, de telle manière que son évolution continue de respecter un cycle prédéfini, jusqu'à atteindre une position finale relative outils/pièce (Xb) en accord avec la dimension finale de la pièce.
    Le plus simple est une seule phase avec un asservissement sous effort constant (donc Xb = Xb2) jusqu'à obtenir la position finale souhaitée. A l'opposé, le plus compliqué peut être une succession de phases avec effort asservi évoluant progressivement, régulièrement ou par paliers successifs, de manière contrôlée. De manière générale, les valeurs d'effort asservi Fb restent proches de l'effort Fb2 atteint à la fin de l'étape b2 (ou plus généralement bn).
    On peut également inclure des phases intermédiaires pour par exemple changer le sens de rotation des outils. Bien entendu, de nombreuses solutions intermédiaires sont envisageables.
    Dans toutes les phases en effort contrôlé des opérations (b) et/ou (c), la position relative outils/pièce à chaque instant "t" est une conséquence de la maítrise de l'effort asservi, tel que programmé jusqu'à cet instant "t".
    Au cours de la phase (b), appelée généralement "pénétration", on obtient une densification superficielle de l'ébauche, sur une épaisseur de densification choisie. Cette épaisseur de densification dépend de la densité de l'ébauche avant roulage, de la nature de son matériau constitutif, ainsi que de la modification géométrique imposée par les outils pendant le roulage, compte-tenu des valeurs d'efforts d'asservissement appliquées. Là aussi, les conditions requises pour obtenir une épaisseur de densification choisie peuvent être déterminées par essais préalables.
    Optionnellement, on peut procéder à une phase finale de calibrage, notée 88 ou (c). Cette phase peut utiliser un asservissement de position, pour fixer une position relative outils/pièce (Xc). Ceci peut par exemple permettre d'obtenir une pièce répondant à des critères de circularité prédéfinis par l'utilisateur. L'effort n'est plus la grandeur de base de l'asservissement pour cette phase, et il varie de manière générale sensiblement décroissante, jusqu'à une valeur faible, liée à la valeur limite de déformation plastique, au dessous de laquelle la pièce ne subit plus que des déformations élastiques. Dans cette phase (c) de finition, on maintient sensiblement constante la position relative ébauche/outil pendant un temps choisi, défini pour obtenir une pièce de géométrie acceptable, en particulier en circularité.
    Dans les derniers pas d'asservissement de la commande en effort, il convient de maítriser la transition avec la suite, de façon à éviter un "débordement en position" et/ou un "débordement en effort", qui pourraient compromettre la qualité de la pièce.
    En principe, la périphérie du ou des outils de roulage est sensiblement circulaire (en section droite) ou globalement cylindrique (par rapport à un diamètre moyen, en présence de dents, ou d'un filetage). L'ébauche peut être pré-formée, en particulier avec des dents, auquel cas, en principe, le ou les outils sont munis de dents homologues. En variante, l'ébauche peut être pré-formée en bague, notamment de roulement, auquel cas, en principe, le ou les outils ont une périphérie externe uniforme (non nécessairement cylindrique de révolution).
    Une phase terminale (d) ou 88 de décompression est prévue pour éloigner les outils de la pièce. Cette phase peut être classiquement déterminée en termes de vitesse de recul, ou mieux contrôlée, sous la forme d'un effort décroissant de façon asservie.
    Dans ce qui précède, la ou les phases de pénétration se déroulent sous asservissement en effort. S'agissant d'atteindre une position programmée Xb, on termine l'asservissement lorsque la position voulue est atteinte (86). L'ensemble peut donc être nommé asservissement effort/position (effort puis position).
    Des variantes sont envisageables. Par exemple, on peut réaliser un asservissement en effort/excursion, dans lequel l'asservissement en effort est maintenu jusqu'à parcourir une excursion ou distance programmée. Dans ce cas, la position finale est une conséquence programmée de la position initiale (point d'accostage), en relatif, plutôt que comme une position en absolu. Ceci peut servir par exemple à réduire d'une valeur sensiblement constante des ébauches qui ont un diamètre de départ variable. On peut aussi prévoir d'autres conditions pour l'asservissement en effort, comme par exemple un asservissement "effort/temps", en temps fixé. Ceci peut convenir notamment là où le contrôle du diamètre de pièce n'est pas critique, par exemple:
    • pour des opérations spéciales, comme le galetage, ou encore,
    • lorsque le cycle roulage d'une ébauche contient plusieurs sous-cycles, avec ou sans inversion du sens de rotation entre sous-cycles, pour les sous-cycles qui précèdent le sous-cycle final.
    On a vu que le procédé décrit réalise un formage à froid par roulage d'une ébauche en matériau pressé-fritté, dans lequel on approche de l'ébauche au moins un outil de géométrie périphérique pré-déterminé, pour faire rouler ensuite l'outil sur l'ébauche en les sollicitant l'un vers l'autre. Après une phase (a) d'approche de l'ébauche, le procédé comprend une phase de pénétration (b).
    Selon un aspect de l'invention, cette phase de pénétration comporte, vers sa fin (bn), au moins une phase de roulage sous effort sensiblement constant, jusqu'à une position choisie, cet effort, la position choisie, et le nombre de passages correspondant étant déterminés pour contrôler la densification de surface et les dimensions de la pièce roulée. L'effort sensiblement constant peut être défini par rapport à une valeur critique, maintenue sous le seuil de détérioration, lequel peut être déterminé expérimentalement et/ou d'une autre manière (par exemple par extrapolation à partir de pièces semblables). Par "sensiblement constant", on entend une variation qui peut être de l'ordre de 10% de la valeur critique. Les 10% sont de préférence pris sous la valeur critique, ce qui peut permettre de rapprocher celle-ci du seuil de détérioration, si on le désire. Par là même, on peut diminuer le temps de roulage, et, ensuite, avoir un meilleur contrôle de l'écrouissage.
    Autrement dit, la phase (b) peut comprendre le maintien de l'effort appliqué à l'ébauche sous une valeur limite définie par rapport à un seuil de détérioration de l'ébauche pressée-frittée. La détérioration peut tenir à un éclatement du coeur, à une désagrégation de surface, et/ou à un écrouissage indu. Le seuil de détérioration dépend de différents facteurs, comme les contraintes acceptables par l'ébauche en regard de la conformité désirée pour la pièce finie, ainsi que les contraintes liées à la longévité désirée de l'outil. La phase (b) peut aussi comprendre le maintien de l'effort appliqué à l'ébauche à une valeur suffisamment voisine de ladite limite, pour éviter un écrouissage excessif en minimisant le temps de roulage (dont dépend le coût de production). Cependant, il existe des applications comme le "galetage" (correction de la géométrie d'une pièce) , où l'écrouissage est moins critique, voire recherché.
    Selon un autre aspect de l'invention, qui peut être déconnecté du précédent, la phase de pénétration (b) s'effectue au moins partiellement sous asservissement en effort.
    Selon encore un autre aspect de l'invention, la phase (bn) de roulage sous effort sensiblement constant peut être précédée de (b1) au moins une phase de montée en effort de roulage, bornée par une valeur maximum de cet effort de roulage. Il est actuellement préféré que la montée en effort de la phase (b1) soit également bornée en termes de progression de l'effort dans le temps. Plus précisément encore, la montée en effort de la phase (b1) peut être effectuée selon une loi critique tendant à rapprocher la progression d'une valeur limite admissible, déterminée expérimentalement, compte-tenu des caractéristiques géométriques et mécaniques de l'ébauche et de la pièce finie. Ceci permet de se rapprocher de l'idéal consistant (sauf cas particuliers) à effectuer la montée en effort aussi rapidement que les caractéristiques de l'ébauche et de la pièce finie peuvent l'admettre.
    La périphérie des outils peut être uniforme ou lisse, afin de former , des bagues ou des portées, ce qui est particulièrement avantageux en matériau pressé-fritté, puisque la matière peut se densifier, sans s'étaler longitudinalement dans le sens des axes A1 et A2, comme le ferait un matériau massif. En bénéficiant au moins partiellement du même avantage, elle peut aussi revêtir différentes autres formes prédéterminées : filets, ou gorges annulaires, ou dentures droites ou hélicoïdales, notamment, pour former des cannelures, un moletage, un filetage, ou un engrenage.
    En outre, les ébauches peuvent elles-mêmes comporter des formes issues de l'élaboration pressée-frittée, par exemple des dentures.
    Les Figures 9A et 9B illustrent des allures générales des courbes de force et de position que l'on peut observer selon l'invention. Ici, il est prévu deux phases (b1) et (b2), qui comportent, avant le palier F = Fb, des taux de croissance différents de l'effort, ici constants à: (Fb1 - Fa1) / Tb1   et   (Fb2 - Fb1) / Tb2.
    Les figures 10 à 13 illustrent des courbes réelles de position (échelle à gauche) et force (échelle à droite). La remontée de position à droite correspond à l'éloignement des outils, en phase (d). On peut commenter ces diagrammes comme suit:
    • figure 10 : approche (a0 , a1) semi-rapide, montée en effort (b1) rapide, roulage (b2) sous effort sensiblement constant, pas de phase (c), phase (d) très courte;
    • figure 11 : se distingue de la figure 10 par une approche (a0 , a1) plus rapide, montée en effort (b1, b2) en deux temps, d'abord lente, puis plus rapide; roulage (b3) sous effort sensiblement constant, pas de phase (c), phase (d) très courte;
    • figure 12 : se distingue de la figure 11 par une approche (a0 , a1) encore plus rapide; la montée en effort (b1, b2) est aussi en deux temps, avec des taux différents ; la phase (c), présente un effort globalement décroissant, mais avec des fluctuations dues, en présence d'un entr'axe fixe, aux imperfections géométriques, légères mais inévitables, au contact outil/pièce, notamment quant à la circularité de la pièce (avec deux outils, une zone donnée de la pièce rencontre un outil deux fois par tour);
    • Figure 13 : généralement semblable à la figure 10, mais avec un dédoublement en deux parties 1a0 à 1d, et 2a0 à 2d ; une inversion du sens de rotation des outils peut être effectuée entre les deux parties, au début de 2a0. Autrement dit, les phases (a) d'approche et (b) de pénétration sont réitérées après inversion du sens de rotation du ou des outils. Ceci peut être fait plusieurs fois.
    La figure 14 est une vue en coupe schématique qui fait apparaítre l'ébauche EB, et la pièce finalement souhaitée PI. La zone en trait hachuré simple correspond à la partie de l'ébauche qui n'est pas modifiée par le roulage. La zone en trait hachuré double indique la géométrie finale de la pièce, tandis que l'ébauche est de dimensions un peu supérieures, comme illustré. Une telle pièce est connue sous la dénomination "galet biconique", et peut posséder par exemple un diamètre de 30 mm (ébauche).
    Une telle pièce peut être fabriquée par une méthode classique, utilisant un asservissement de position (exprimé en vitesse et en position finale), pour obtenir un diamètre extérieur final de 29,5 mm. En pratique, on observe des variations sur le diamètre final qui sont supérieures à 30 µ, et de même un défaut de circularité supérieur à 30 µ. Cela est accompagné d'un écrouissage superficiel.
    Ces dispersions dans la pièce obtenue tiennent d'une part à la dispersion des diamètres d'ébauche, d'autre part à la dispersion dans la forme des ébauches (en ce qui concerne la largeur de la partie cylindrique et la largeur des cônes), d'une autre part encore à une dispersion de dureté lorsque l'on passe d'une ébauche à une autre, et d'autre part enfin à des variations d'homogénéité dans le pressé-fritté constitutif de l'ébauche.
    Il a été observé que les dispersions précitées se traduisaient par des variations de l'effort moyen appliqué, lorsque l'on passe d'une ébauche à une autre, ainsi que par des fluctuations d'effort en cours de cycle, avec un accroissement globalement continu de l'effort appliqué.
    Il en découle des conséquences secondes, qui sont des fluctuations de l'entr'axe réel des outils, par rapport à l'entr'axe asservi en position. On peut exprimer ceci par une relation de la forme ΔX = f(F)/K, où K peut être considéré comme une constante de ressort pour les parties mécaniques concernées, dans la machine de roulage.
    Le même genre de pièce a été préparé par un roulage selon l'invention, avec un asservissement d'effort, suivi d'une commande finale en position, pour la superfinition.
    En ce qui concerne les pièces, la variation du diamètre fini est maintenant au plus égale à 15 µ. Les variations de circularité sont au plus égales à 10 µ. Ceci illustre clairement les avantages que l'on peut obtenir, en utilisant la présente invention, en particulier une bien meilleure reproductibilité.
    Il a été également observé qu'à temps de cycles équivalents, l'effort moyen obtenu par l'asservissement selon l'invention est inférieur à l'effort maximum que l'on a pu observer dans l'asservissement en position selon la technique antérieure.
    A côté de cela, en utilisant l'invention, on peut rencontrer un temps de cycle variable, d'une ébauche à l'autre. Mais, dans tous les cas, le temps de cycle qui est nécessaire avec l'asservissement en effort reste inférieur au temps de cycle que l'on obtenait précédemment avec les asservissements classiques en position.
    La mise en oeuvre de l'invention se traduit également par une variation de la vitesse d'avance des outils, en fonction de la résistance réelle de l'ébauche en cours de roulage.
    De tout cela, il résulte des conséquences induites. La première est l'absence de fluctuation entre l'entr'axe réel et l'entr'axe mesuré, car on a ΔX = f(F)/K, ce qui peut être considéré comme une constante, dans la mesure où l'effort est constant. On observe également un moindre écrouissage du matériau pressé fritté, à réduction de diamètre équivalente, puisque le temps de cycle est plus court.
    Par ailleurs, les fluctuations de vitesse sont suffisamment faibles pour maítriser convenablement la circularité. En conséquence, il y a moins de dispersion, d'une ébauche à l'autre, dans les pièces obtenues, autrement dit une meilleure reproductibilité du roulage.
    D'autres expériences ont été faites.
    On considère d'abord le roulage d'engrenages, par exemple un engrenage hélicoïdal de 28 dents, avec un module réel mn = 2, un angle de pression réel αn = 15°, et un angle d'hélice β = 32° (notation internationale).
    Ces pièces sont difficiles à réaliser en roulage avec asservissement de position. Différents essais ont été effectués par roulage en asservissement d'effort, avec phase terminale de planage sur asservissement de position.
    La Demanderesse a recherché des conditions correspondant à une réduction du diamètre sur le flanc ainsi que du diamètre de pied de dent, pour atteindre les diamètres fixés au plan de définition, à partir d'ébauches préformées de différentes natures et géométries. Il en découle des variations de l'épaisseur de densification.
    En recherchant les limites maximales, la Demanderesse a observé, pour une diminution de diamètre s'élevant à 0,5 mm en pied de dent, une casse prématurée des outils de roulage, après roulage de quelques dizaines de pièces (ce qui est économiquement inacceptable), tandis que de son côté, l'effort de roulage programmé atteignait environ 3500 daN. Cela tient à l'existence de contraintes mécaniques trop élevées sur les dents des outils, d'où une rupture en pied de dents.
    A partir de là, la Demanderesse a observé qu'il existe un effort critique, relatif notamment à l'intégrité des outils. Cet effort critique peut être atteint par modification de l'effort utile nécessaire, que l'on a fixée en l'espèce à une valeur maximum de 2300 daN. A été également effectuée une modification des ébauches pour réduire l'épaisseur de densification, restreinte à 0,3 mm en pied de dent, dans l'exemple. Après ces modifications, des conditions de roulage satisfaisantes ont pu être obtenues.
    Si, avec ces nouveaux paramètres de roulage, on introduit une ébauche trop grande:
    • le temps (c'est-à-dire le nombre de révolutions de la pièce ou ébauche) sera augmenté ;
    • une sécurité peut stopper la machine si le cycle devient trop long ;
    • les outils ne cassent pas.
    D'autre expériences ont été faites pour le roulage de disques, par exemple de diamètre de 35 mm pour une largeur de 10 mm.
    Un roulage classique a été effectué en asservissement de positions, en vue d'obtenir une dimension finale de 34,50 mm. Le résultat a été une casse de pièces, qui ont éclaté en fragments multiples. La cause analysée a été une dispersion de dureté entre ébauches. Il en résulte un effort final variable d'une pièce à l'autre, prenant occasionnellement des valeurs trop grandes qui produisent la casse précitée. Le remède éventuel (connu en asservissement de position) consiste en pareil cas à diminuer la vitesse d'avance. Mais il en résulte un temps de roulage (ou nombre de révolutions de pièces) trop important, qui se traduit par un écrouissage superficiel excessif de l'ébauche ou pièce, et une décohésion de celle-ci.
    En utilisant au contraire l'asservissement d'effort selon la présente invention, on obtient des pièces satisfaisantes. L'effort maximum est limité mais constant. La conséquence est une réduction de diamètre plus rapide au début de roulage, sur une matière non encore écrouie. On peut travailler ensuite sur un nombre de révolutions moyennement moins important, donc avec moins d'écrouissage, globalement.
    L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Ainsi, on peut utiliser des variantes des machines décrites aux figures 1 à 4, notamment:
    • deux moteurs respectifs pour entraíner les outils O1 et O2, avec ou sans liaison mécanique entre leurs réducteurs,
    • deux moteurs pour entraíner les systèmes vis/écrou BSD1 et BSD2 sur la figure 3, deux vérins pour déplacer les deux chariots F1 et F2 par rapport au bâti B sur les figures 1 et 2,
    • adaptations pour des machines à 3 outils ou plus.
    Plus généralement, la commande en effort décrite peut être appliquée au roulage de pièces selon des mises en oeuvre et moyens variables, sur la bases des techniques actuellement employées, ou d 'autres à venir dans le domaine, comme les moteurs linéaires, par exemple. Bien entendu, on peut accompagner cela de différentes techniques pour obtenir l'asservissement en effort. Les grandeurs de mesure ne sont pas nécessairement des efforts: on a vu que l'on peut, notamment partir de pressions, ce qui n'est qu'un exemple non limitatif. Les grandeurs d'action ne sont pas non plus nécessairement des efforts, dès lors que l'on saura les relier à des efforts ou forces, avec la précision requise.
    L'invention couvre également l'élément essentiel que constitue un programme pour piloter une machine à commande numérique, pour la mise en oeuvre du procédé, dans toutes ses variantes décrites.
    Figure 00250001

    Claims (15)

    1. Procédé de formage à froid par roulage d'une ébauche en matériau pressé-fritté, dans lequel on approche de l'ébauche au moins un outil de géométrie périphérique pré-déterminé, pour faire rouler ensuite l'outil sur l'ébauche en les sollicitant l'un vers l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend, après une phase (a) d'approche de l'ébauche, une phase de pénétration (b), avec:
      (bn) au moins une phase de roulage sous effort sensiblement constant, jusqu'à une position choisie, cet effort, la position choisie, et le nombre de passages correspondant étant déterminés pour contrôler la densification de surface et les dimensions de la pièce roulée.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase de pénétration (b) s'effectue au moins partiellement sous asservissement en effort.
    3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la phase (bn) de roulage sous effort sensiblement constant est précédée de :
      (b1) au moins une phase de montée en effort de roulage, bornée par une valeur maximum de cet effort de roulage.
    4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la montée en effort de la phase (b1) est également bornée en termes de progression de l'effort dans le temps.
    5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la montée en effort de la phase (b1) est effectuée selon une loi critique tendant à rapprocher la progression d'une valeur limite admissible, déterminée expérimentalement, compte-tenu des caractéristiques géométriques et mécaniques de l'ébauche et de la pièce finie.
    6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la phase (b) comprend le maintien de l'effort appliqué à l'ébauche sous une valeur limite définie par rapport à un seuil de détérioration de l'ébauche pressée-frittée et/ou des outillages.
    7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la phase (b) comprend le maintien de l'effort appliqué à l'ébauche à une valeur suffisamment voisine de ladite limite, pour éviter un écrouissage excessif en minimisant le temps de roulage.
    8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les phases (a) d'approche et (b) de pénétration sont réitérées après inversion du sens de rotation du ou des outils.
    9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:
      (c) une phase de finition dans laquelle on maintient sensiblement constante la position relative ébauche/outil pendant un temps choisi.
    10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie du ou des outils est sensiblement circulaire ou globalement cylindrique.
    11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ébauche est pré-formée, en particulier avec des dents.
    12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ou les outils sont munis de dents.
    13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'ébauche est pré-formée en bague, notamment de roulement.
    14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ou les outils ont une périphérie externe uniforme.
    15. Programme pour piloter une machine à commande numérique, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.
    EP03076687A 2002-06-06 2003-06-02 Formage à froid par roulage de pièces en matériau pressé-fritté Withdrawn EP1369193A1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR0206980 2002-06-06
    FR0206980A FR2840552B1 (fr) 2002-06-06 2002-06-06 Formage a froid par roulage de pieces en materiau presse-fritte

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1369193A1 true EP1369193A1 (fr) 2003-12-10

    Family

    ID=29433336

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP03076687A Withdrawn EP1369193A1 (fr) 2002-06-06 2003-06-02 Formage à froid par roulage de pièces en matériau pressé-fritté

    Country Status (3)

    Country Link
    US (1) US6729171B2 (fr)
    EP (1) EP1369193A1 (fr)
    FR (1) FR2840552B1 (fr)

    Families Citing this family (13)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP2003285135A (ja) * 2002-03-26 2003-10-07 Minebea Co Ltd ねじ転造盤
    US7641850B2 (en) * 2003-03-18 2010-01-05 The Penn State Research Foundation Method and apparatus for strengthening of powder metal gears by ausforming
    US7267024B2 (en) * 2003-05-21 2007-09-11 O-Oka Corporation Gear, and method and apparatus for manufacturing the same
    DE10341156A1 (de) * 2003-09-06 2005-03-31 Ina-Schaeffler Kg Maschinenelement
    DE102004056921A1 (de) * 2004-11-25 2006-06-01 Kamax-Werke Rudolf Kellermann Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Präzisionsrollen von rotationssymmetrischen Bauteilen
    DE102005027144A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-14 Gkn Sinter Metals Gmbh Oberflächenverdichtung einer Verzahnung
    DE102005027049A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-14 Gkn Sinter Metals Gmbh Belastbare Verzahnung
    DE102005027142A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-14 Gkn Sinter Metals Gmbh Vorformgeometrie einer Verzahnung
    DE102005027054A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-28 Gkn Sinter Metals Gmbh Werkstück mit unterschiedlicher Beschaffenheit
    DE102005027137A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-14 Gkn Sinter Metals Gmbh Verzahnung aus Sintermaterial
    AT505118B1 (de) * 2007-03-28 2013-03-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verfahren zur bearbeitung einer verzahnung an einem sinterteil
    WO2008139323A2 (fr) * 2007-05-11 2008-11-20 Stackpole Limited Procédé de laminage d'engrenage interne en métal pulvérulent
    CN112958769A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 向朝霞 一种利用径向滚压方式生产双金属滑动轴承的制造方法

    Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB1186951A (en) * 1968-05-24 1970-04-08 Ostrander Seymour Co Improvements in or relating to Dimensional Control Systems
    GB2098901A (en) * 1981-03-18 1982-12-01 Deutsche Ind Anlagen Roll forming a workpiece

    Family Cites Families (10)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3874049A (en) * 1973-04-13 1975-04-01 Burdsall & Ward Co Method of making a powdered metal part having a bearing surface
    US4059879A (en) * 1975-11-17 1977-11-29 Textron Inc. Method for the controlled mechanical working of sintered porous powder metal shapes to effect surface and subsurface densification
    US4111031A (en) * 1977-09-09 1978-09-05 General Motors Corporation Powder metal crown gear forming process
    DE3140189A1 (de) 1981-10-09 1983-04-28 Helmut 4030 Ratingen Eichhorn Scheibe fuer synchronriemengetriebe und ihre herstellung
    US4708912A (en) 1984-07-18 1987-11-24 Sintermetallwerk Krebsoege Gmgh Sintered metal body with at least one toothing
    US5711187A (en) 1990-10-08 1998-01-27 Formflo Ltd. Gear wheels rolled from powder metal blanks and method of manufacture
    US5659955A (en) 1994-01-21 1997-08-26 Plamper; Gerhard Method of making powder metal helical gears
    AT405494B (de) * 1996-02-14 1999-08-25 Miba Frictec Gmbh Verfahren zum herstellen einer ebenen reiblamelle
    US6151941A (en) * 1999-01-25 2000-11-28 Federal-Mogul World Wide, Inc. Apparatus and method for roll forming gears
    DE19950595C1 (de) * 1999-10-21 2001-02-01 Dorn Gmbh C Verfahren zur Herstellung von Sinterteilen aus einer Aluminiumsintermischung

    Patent Citations (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB1186951A (en) * 1968-05-24 1970-04-08 Ostrander Seymour Co Improvements in or relating to Dimensional Control Systems
    GB2098901A (en) * 1981-03-18 1982-12-01 Deutsche Ind Anlagen Roll forming a workpiece

    Also Published As

    Publication number Publication date
    US20030226386A1 (en) 2003-12-11
    US6729171B2 (en) 2004-05-04
    FR2840552A1 (fr) 2003-12-12
    FR2840552B1 (fr) 2005-02-18

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1369193A1 (fr) Formage à froid par roulage de pièces en matériau pressé-fritté
    EP1175280A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une surface d&#39;une lentille ophtalmique, installation de mise en oeuvre du procede et lentille ophtalmique obtenue selon le procede
    US6561869B2 (en) Gear grinding machine and gear grinding method
    FR2502993A1 (fr) Procede et appareil adaptatifs pour la correction des deviations de forme d&#39;objets
    JP2009536268A (ja) 歯車を製造する方法
    JP2011062751A (ja) 金属バンドを圧延するための工程
    FR2695331A1 (fr) Procédé et machine pour fabriquer une barre à trous torsadée trempée, en particulier pour la fabrication ultérieure de forets en acier rapide.
    FR2622487A1 (fr) Procede de production d&#39;ebauches d&#39;articles dont le profil varie suivant la longueur et dispositif pour sa mise en oeuvre
    FR2502033A1 (fr) Procede et dispositif pour le faconnage de pieces telles que dentures, axes, portees cylindriques ou analogues
    JPH0985370A (ja) 外周歯付円筒部品の成形方法及びその装置
    FR2944463A1 (fr) Procede de renforcement d&#39;une piece metallique presentant une surface brute ou ebauchee.
    FR2676668A1 (fr) Dispositif et procede permettant le formage a froid de cannelures sur la paroi d&#39;une piece de revolution.
    JP3835255B2 (ja) ギア歯面加工方法及び装置
    FR2757791A1 (fr) Dispositif d&#39;usinage muni d&#39;une table rotative
    FR2541605A1 (fr) Procede pour la fabrication de tourillons a tete spherique
    FR2587254A1 (fr) Procede de finition de pignons d&#39;engrenage par rectification
    KR101050614B1 (ko) 금속 밴드를 압연하기 위한 장치
    WO2018167021A1 (fr) Laminoir multimandrin, méthode de réglage de la position des mandrins d&#39;un tel laminoir et procédé de laminage en continu au moyen d&#39;un tel laminoir
    EP1439925A1 (fr) Outil, machine et procede de fromage a froid
    WO1994004295A1 (fr) Procede de realisation de pieces a pas helicoidal
    US20100077826A1 (en) Method for the production of axially symmetrical workpieces with or without a toothed profile
    EP1899087B1 (fr) Procede de controle en continu de l&#39;epaisseur du fond des ebauches filees des boitiers aerosols
    WO2022064127A1 (fr) Procédé de modélisation de comportement d&#39;un laminoir circulaire
    FR3116743A1 (fr) Equipement et procédé de forgeage d’une denture d’engrenage sur un semi-produit.
    JP2002178091A (ja) ヘリカルギヤとデファレンシャル装置

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ESCOFIER TECHNOLOGIE SAS

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ESCOFIER TECHNOLOGIE S.A.

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ESCOFIER TECHNOLOGIE SAS

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20040527

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ESCOFIER TECHNOLOGIE (SAS)

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20090624

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

    18D Application deemed to be withdrawn

    Effective date: 20100721