l’estampage

Les Chiffres Clés

Principe

Les différentes opérations

Les Machines

Parachèvement

Les OutillagesBras de suspension

L’ESTAMPAGEL’ESTAMPAGE

Véhicules < 3,5 T

Armement (fabricants, arsenaux)

Autres

Mines, cimenterie, forage

Robinetterie, engineering, nucléaire

Matériels ferroviaires

Matériels de Travaux Publics

Machinisme Agricole

Organes de Transmission

Construction mécanique

Aéronautique et espace

Les Chiffres ClésLes Chiffres Clés

Qui produit des pièces Estampées ? - 70 % des pièces sont produites par les sous traitants. - 30 % par les industriels qui commercialisent leurs produits

(Automobile, Outillage….)

65 % des tonnages, soit 250 000 tonnes forgées en France

Déformation plastique à chaud des Aciers (1250° C). Une masse de métal chauffé (lopin), donc plus malléable, est comprimée entre deux matrices comportant des gravures.

PrincipePrincipe

Dépose du lopin chauffé et cintré dans la matrice inférieure

Enlèvement de la Pièce après frappe

Le poids du lopin est supérieur à la pièce. Cet excès de métal entraîne une forte montée en pression à l’intérieur des gravures, qui garantira un bon remplissage, et formera une bavure qui sera éliminée par découpe.

Principe Principe

Les différentes Les différentes opérationsopérations

1- Cisaillage à froid des lopins

cadences de 3000 pièces/heure

Lopin Butée de longueur

Lopin de bras de suspension

Cisaille

Couteau supérieur

2 - Chauffage des lopins : 2 types de fours

Four à Gaz

Four Électrique à Induction: Des bobines alimentées par des courants à fréquence élevée, forment un tunnel et génèrent des courants induits qui par effet joule élèvent la température des lopins.

Chauffage rapide :

1 mn pour 30 mm, utilisé en grande série.

Four électrique

3 - Laminage ou Étirage, Roulage du lopin

Laminoir

Bras de suspension laminé et refroidi

Le but est de créer une première ébauche rectiligne, mais de section variable afin de répartir judicieusement la matière le long de l’axe.

4 - Cintrage

Afin d’approcher le forme de la gravure d’ébauche

Inférieure Ébauche

Inférieure Finition

Supérieure Ébauche

Supérieure finition

Matrices d’Estampage

5 - Estampage

Réalise la mise en forme définitive de la pièce en deux étapes : Ébauche et Finition

Au fond : dépose du lopin laminé et cintré.

Devant : estampage Ébauche du Bras de Suspension

6 - La Découpe

La bavure est découpée à l’aide d’un outillage spécifique. Cette opération est réalisée dans les secondes qui suivent l’estampage de 1000°C à 1100°C. Le poids de la bavure peut représenter 10 à 40 % de la pièce finie.

Dispositif de double découpe:

Interne et externe

Bras ébavuré et bavure

7-Parachèvement

Le Grenaillage : projection de petites billes d’acier qui permettent d’éliminer les oxydes et la calamine.

Les Traitements thermiques : En grande série les aciers utilisés permettent d’effectuer les traitements après l’opération d’ébavurage sans réchauffage.

1-Lopin Cisaillé

Gamme de Forgeage du Bras de Suspension

3-Lopin Laminé

4-Cintrage

5-Estampage Ébauche

5-Estampage Finition

6-Bavure

6-Bras ébavuré

Les MachinesLes Machines Les engins de chocs Mouton ou Marteau Pilon

Mouton à Planche Marteau Pilon à contre frappe

Presse à Vilebrequin et volant d’inertie

Les Presses à vilebrequin et volant d’inertie ou presse à vis

Matrice de crochet en Z38CDV5 à 1700 Mpa

Ils sont soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères.

Ils doivent avoir un coût minimal et une durée de vie élevée.

Les conséquences de conception et de réalisation sont un bon choix de : - Dimensionnement, - Nuance de Matériau, - Traitement Thermique,- Process de Réalisation.

Les OutillagesLes Outillages

Matrice de bielle

Paramètres de conception des matricesParamètres de conception des matrices Complexité de la pièce et des gravures : Étirage, Roulage ou Laminage, Cambrage, Ébauche, Finition.


Matrice d’Aube de turboréacteur

Généralement toutes les gravures sont usinées dans un bloc unique de grandes dimensions. Car il va servir de butée à la course du Pilon en fin d’Estampage.

Logement de bavureCordon de bavure

Forme de roulagePrise de fer

Matrice d’estampage de bielle sur Pilon

Les Outillages pour pilonLes Outillages pour pilon

Forme d’étirage

Sur les faces opposées aux gravures il y a une queue d’aronde pour la fixation sur la chabotte ou la masse.


Les Outillages pour PresseLes Outillages pour Presse

Ils sont composés de plusieurs gravures réalisée dans un bloc indépendant et bridés entre eux. Ce système permet de changer une matrice qui s’use plus vite.

Ils sont tous munis d’éjecteurs pour assurer l’extraction des pièces des gravures.

En fin d’estampage, les matrices ne sont pas jointives sur les presses mécaniques.

Matériau d’OutillageMatériau d’Outillage

Ils sont en acier fortement alliés pour résister aux sollicitations mécaniques et thermiques.

Le choix de la nuance d’acier est fonction : de la machine, du matériau forgé, de la série, du type de pièce.

PréchauffageFissurationChocs Thermique et mécanique

Résistance à la fatigue

Écaillage localisé de la gravure

Fatigue Thermique et mécanique

Dureté importante Lubrification

Écoulement du matériau calaminé

Usure par abrasion

RemèdesCauses et Conséquences

Détériorations


Matrice de vilebrequin Z38CDV5 à 1400 Mpa

La nuance la plus utilisée est le Z38CDV5 trempé + revenus avec ou sans traitement de surface ( nitruration, chromage dur …)

Les Les OutillagesOutillages : :

Les gravures sont réalisées par : - Usinage conventionnel et polissage.- Usinage à grande vitesse. - Électroérosion pour des petites dimensions

Lorsque les gravures sont usées, elles sont réparées et relavées.

Les outillages sont préchauffés à 150°/200°C

Entre chaque frappe on Lubrifie par pulvérisation les gravures avec des suspensions de graphite dans l’eau.


Usinage d’une matrice en CN avec ses outils

Matrice à réparer avec diagnostic

Airbus A320: Ferrure externe en TA6V poids: 13,5 Kg Pilon de 16 tonnes

l’estampage

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