28. Production des pièces mécaniques par formage

I. Principe

Le FORMAGE consiste à déformer un matériau, à chaud ou à froid, sans déchirure ni rupture pour lui faire épouser une forme donnée par un outillage (galet, matrice, vé...).

Les différentes techniques existantes mettent en œuvre un ou plusieurs des phénomènes suivants:

- écrasement de la matière
- étirage de la matière
- pliage de la matière.

II. Mise en forme par écrasement de la matière

1. Le laminage:

La technique de LAMINAGE permet de façonner des tôles, des profilés, des billes, des ébauches de matriçage... par écrasement de la matière entre deux cylindres. Cette opération peut s'effectuer à chaud ou à froid.

Figure

Le laminage a pour avantage d'améliorer la compacité des matériaux qui se présentent généralement sous forme de lingots coulés.

Produits semi-ouvrés

Produits ouvrés

Les cylindres du laminoir à profilés portent des cannelures permettant à la barre d'atteindre son profil définitif après avoir passé successivement de l'une à l'autre.

Après avoir été dégrossies sur un laminoir à chaud, les tôles fines passeront au laminoir à froid Sendzimir. Ce laminoir qui comporte une vingtaine de rouleaux assure une exécution très précise et très lisse de la tôle. Il peut être combiné avec une installation de décapage et de zingage à chaud (au bain).

étapes du laminage

2. Le matriçage ou estampage:

* Ces deux termes sont devenus aujourd'hui synonymes. Cette technique consiste à insérer un matériau sous forme de lapin (porté à une température rendant le matériau pâteux) entre deux matrices.

* L'outillage est constitué de deux demi-matrices en acier dans lequel - les sont creusées les empreintes à la forme de la pièce. Le rapprochement des deux parties de la matrice oblige le lapin à remplir l'empreinte. L'excédent de matière s'écoule sous forme de bavure dans le plan de joint de la matrice.

matrice à une gravure

La matrice possède une ou deux gravures (ou empreintes) suivant que la pièce est formée en une ou deux passes.

* le poste de travail le plus courant se compose:

- d'un laminoir d'ébauche
- d'une presse verticale à estamper
- d'une presse d'ébavurage.

III: Mise en forme par étirage de la matière

1. Etirage à froid:

Cette opération consiste à faire passer à froid, par traction, une barre (préalablement laminée à chaud) a travers une filière en acier spécial, percée d'un trou ayant la forme du profil désiré.

Etirage à froid

L'extrémité appointie de la barre est engagée dans la filière, elle est ensuite saisie par une pince, elle-même entraînée par une chaîne.

Auparavant, les barres auront été recuites, décapées et graissées. Après leur passage dans des filières de plus en plus petites, les bords auront une dimension précise au 1/10 de mm et une surface presque polie.

Cet aspect de la surface est désigné par «blanc», (aciers étirés blancs).

Le laiton, le cuivre et les métaux légers peuvent également être rectifiés par étirage à froid.

Pour l'étirage des tubes, on place à l'intérieur un mandrin retenu par une tringle.

2. Tréfilage:

Cette opération, semblable à l'étirage, concerne la fabrication des fils.

Tréfilage

De part et d'autre de la filière, le fil est enroulé sur des tambours.

Au-dessous du diamètre de 5 mm, l'acier ne peut plus être laminé, il doit être tréfilé. Plusieurs filières peuvent être montées à la suite les unes des autres.. Le cuivre peut être étiré en fils extrêmement fin.

Tréfilage en série

3. Filage à la presse (extrusion):

Ce procédé convient très bien à la fabrication de profils en métal léger ou en laiton. Il est moins indiqué pour l'acier.

Une billette de forme cylindrique est introduite dans le récipient de la presse à filer, contre une filière (matrice) percée à la forme du profil choisi. Un fouloir (piston) presse la billette (env. 1000 N/mm²) et force le métal à sortir par l'ouverture de la filière.

Avant son introduction la billette est chauffée pour rendre le métal pâteux (400 à 520 °C pour les alliages d'aluminium). Cette température est maintenue à l'intérieur de la presse par un chauffage électrique.

Si le profil doit être creux (tube), le fouloir sera muni d'un poinçon qui passera au travers de la filière avec un jeu correspondant à l'épaisseur de la paroi du tube.

Filage à la presse Profils non creux

Filage à la presse Profils creux (tubes)

IV. Mise en forme par pliage de la matière

1. Le roulage:

La technique de ROULAGE permet l'obtention de formes de révolution à génératrice rectiligne (cylindre, cône...).

Réalisation d'une enveloppe cylindrique sur une machine à trois rouleaux

2. Le pliage:

Ces techniques permettent la réalisation de plis rectilignes. Les machines sont de deux types:

* les machines à plier
* les presses-plieuses: deux techniques sont utilisées:

a. pliage en l'air: l'angle de pli est défini par la pénétration du poinçon dans le vé
b. pliage en frappe: le poinçon et le vé ont des angles sensiblement équivalent à celui du pli désiré.

Questionnaire pour l'étude à domicile et pour les compositions

Production des pièces mécaniques par formage:

1. Qu'est-ce qu'un laminoir, quels sont ses produits?
2. En quoi consiste l'étirage? et le tréfilage?
3. Qu'est-ce que le filage à la presse, qu'obtient-on ainsi?
4. Expliquez le principe du matriçage!