Exercices d'application du forgeage de pièces mécaniques

- Méthode de fabrication des vis :

Un fil en bobine est introduit dans une presse horizontale équipée d'un outillage spécifique incluant matrices et marteau permettant la déformation à chaud ou à froid du métal en plusieurs étapes. Il existe deux procédés différents: la fabrication avec dégagement de copeaux et la fabrication sans dégagements de copeaux.

Les différentes étapes de mise en forme des vis  ou boulons :

1. FIL-MACHINE : Il est déroulé, redressé et coupé à la longueur souhaitée.

2. FRAPPE A FROID : L'acier est forgé à température ambiante pour adopter la forme requise.

3. TÊTE DE LA VIS : Elle est formée au cours d'étapes successives de matriçage à haute pression.

4. FILETAGE: Les filets sont formés par roulage ou usinage.

5. TRAITEMENT THERMIQUE : La vis est exposée à des températures extrêmes pour durcir l'acier

6. TRAITEMENT DE SURFACE : Zingage pour augmenter

7. CONDITIONNEMENT/STOCKAGE : Après un contrôle qualité les vis sont conditionnées

- Analyse des contraintes, déformations, force et travail de forgeage libre

- Les défauts lors du forgeage des vis

Exercice 1 : Forgeage libre de vis

L'objectif est de réaliser par forgeage des boulons de culasse en Ck avec φ = 0,8 m/m et μ  = 0,15

Questions :

1. Dimensions du lopin initial

2. Nombre d'opérations de frappe

3. Force de forgeage

4. Travail de forgeage

Exercice 2 : Forgeage de boules sphériques

L'objectif est de produire des sphères de 30 mm de diamètre sur 42 CrMo 4. Le diamètre initial est d'être réglé de telle sorte que le rapport de réduction s = 2,6 avec φ = 0,8 m/m et μ  = 0,15.

Trouver:

1. volume de la sphère

2. diamètre du lopin d0 pour s = 2,6

3. dimensions initiales

4.rapport de réduction

5. Force de forgeage

6. Travail de forgeage

Exercice 3 : à vous de faire cet exercice

On se propose d'étudier la fabrication par frappe à froid de la pièce en acier. La loi de comportement est donnée par : σ = 220 + 355* ε^0.2 MPa

Questions :

1. Pour les trois opérations I, II, III donner son nom? Justifier votre réponse

2. Calculer la déformation

3. Calculer la force de formage

4. Calculer le travail pour l'opération III

Exercice 4 : Questions compréhension sur le forgeage des vis

1. À quoi sert le forgeage libre le plus souvent?

2. Comment trouver des informations sur les valeurs de déformation admissibles ?

3. Comment pouvez-vous utiliser la déformabilité pour vérifier le nombre d'opérations nécessaires pour produire une partie refoulée?

4. Quoi d'autre doit être pris en compte en dehors de la déformabilité pour vérifier le nombre d'opérations ?

5. Que se passe-t-il si le taux de refoulement ou de réduction autorisé est dépassé?

6. Nommez les éléments les plus importants de l'outillage de forgeage par refoulement.

7. Qu'est-ce qui ne va pas si des fissures de cisaillement apparaissent sur la tête de la pièce refoulée?

8. Quelles étapes sont nécessaires pour produire un boulon hexagonal ?

9. Pourquoi est-il moins cher de produire un boulon en utilisant la méthode de forgeage libre qu'avec un tour automatique?

10. Quelles presses à forger spéciales sont utilisées aujourd'hui pour produire des vis et des boulons?