Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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,
DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONTROLE
DU FORMAGE SUPERPLASTIQUE D ' UNE PIECE METAI-LIQUE
.
L'invention concerne un dispositi~ de contrôle du formage
5 sup~rplastique d'une pi~ce métallique à partir d'un 1an
dispo3é à l'entree d'un moule alimenté en gaz sou~ pres-
~ion.
Le formage ~uperplastique de~ métaux est connu depuis
10 plusieurs années (cf. par exemple le brevet françai~
n 1 485 606~. Il permet de r~aliser des emboutis profondæ
~ui seraient irréali~able~ - san~ dommage pour le mat~~
riau ~ par une autre méthode. On peut ainsi réaliser des
ébauches de masse minimum qui r~duisent considérablement
15 les temps d'usinage néces~aires pour parvenir à la pièce
finie.
11
Cependant, selon ce procédé de ormage, au fur et à me~ure
que le métal flue, l'épaisseur des toiles diminue et la
20 vitesse de fluage a tendance à augmenter ; elle pourrait
atteindre des valeurs critiques préjudiciables à la ~anté
de la piè~e.
Il est connu, par exemple par les brevets US A~3 934 440,
25 US-A-4 011 744 et AU-B-115 957 d'utili~er, pour eviter ce~
inconvenients, un dispositif de contrale du formage du
type qui comprend, pour la mesure du déplacement de la
partie centrale du flan, un organe rigide coulissant dont
une extrémité s'appuie sur la partie centrale du flan, et
30 susceptible de coulis~er lorsque la partia centrale du
flan se deplace, associ~ à un système de mesure du dépla-
cement de l'organe. Par partie centrale du flan, il faut
comprendre la partie ~a déormant le plus vite, car la
plue ~loign~e de~ paroi6 du moule ; quoique ~e situant
~
~2~3~37
le plu~ g~n~ralement au centre du flan, cette partle peut
cependant s'en ~carter, selon la forme exacte du moule.
L'invention a pour but de proposer des moyenn nouveaux de
5 contrôle du formage permettant à l'op~rateur d'appr~cler
le d~veloppeme~t du proce~us et d'agir sur la pres~ion de
ga~ pour moduler l'effort exercé ~ur le flan en fonct~on
de l'évolution de~ paramètres dimensionnel~ de la pi~ce en
formation.
Le but de l'invention e~t atteint gr~ce à un organe qui
e~t un tube cylindrique creux fermé ~ 60n extrémité
éloignée du flan et 8~ appuyant par l'autre extrémité sur
le flan, et coulissant de fa~on ~tanche dans un manchon
15 cylindrique, ce tube comportant, une série de trou~
susceptibles de pa~ser devant un ajutage percé dan~ le
.manchon et relié à une source de gaz bas~e pression et
un détecteur de chutes de pres~ion, le tube comportant
au moins un orifice de fuite, et le moule etant muni
20 d'au molns Ull perçage communiquant avec 1'atmo6phère,
le détecteur de pre~sion ~tant reli~ à un enregi~treur
donnant un eignal correspondant aux chute~ de pre~ion
d~tect~es lor~ du pa~sage d'un trou du tube devant
l'ajutage du manchon.
Avantageusement, le manchon cylindrique est prévu dan~ le
fond du moule et l'orifice de fuite e~t situ~ pr~s de
l'extrémit~ du tube appuy~e sur le flan.
L'enregi~treur est avantageusement un enregistreur à bande
30 défilant à vite~e connue, de sorte q~e la détection de~
chutes de pres~ion permet de conna~tre la vitesse de d~-
placement de l'organe de mesure et donc de la partie cen-
trale du flan.
35 ~fin de mieux rendre compte des déformation~ du flan, il
est ut~le que lee dispo~itifs de contrôle comprennent
~galement des moyens d'appr~ciation de la progres~ion du
f~q~
.
bord de la face avant du flan a l'int~rieur du moule, ce~
moyens étant avantageusement réali3és ~ous forme de con-
tacts ~lectrique~ a1eurant la paroi interne du moule et
reliés à un enregi~treur, qui peut etre l'enregistreur à
5 bande déjà utilisé pour me~urer l'avance de la partie cen
trale du flan.
Le~ contacts électriques sont avantageusement dispo~és à
chaque angle rentrant du moule, ce qui permet d'apprécier
10 l'arrivée du flan aux changements de section du moule et
de moduler la pression de gaz en conséquence.
Avantageusement, le dispositif de l'invention comprend en
outre un capteur de température permettant à l'opérateur
15 de connaître l'ensemble des param~tre~ regis~ant le pro-
ce~su~ de ~ormage superplastique.
L'invention concerne également un procédé de contrôle du
formage superplastique selon lequel on mesure le dépla-
20 cement d'un organe dont une extremite s'appuie sur lapartie centrale du flan, en détectant les chutes de pres- _
sion d'un gaz dans un circuit de gaz basse pression dont
~ une ouverture peut être couverte et découverte par le
- pas~age d'un obturateur mobile comportant une 5erie de
25 trous et lié cinématiquement audit organe. `
on somprendra mieux d'autres caractéristiques et avantages
de l'invention grâce ~ la description qui suit d'un mode
de réalisation préféré du dispo~itif de l'invention, faite
30 en référence ~ la ~igure unique annexée representant sch~-
matiquement l'installation de formage et le dispo~itif de
contr~le a~socié.
On y voit le moule ou matrice 1 formé d'une paroi interne
35 2 éventuellement ~tag~e selon la géométrie de la pièce à
former~ d'un fond 3 et d'un couvercle 4.
,
L'ébauche de la piece ~ ormer est constitu~e d'un ~lan
clrculalre plan 5 que l'on dlspose d'une mani~re ~tanche à
l'~ntr~e du moule 1. L 'enceinte constitu~ par la conca ~ t~
I !
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,~ li
du flan est en communication au traver~ du couvercle 4
avec une ~ource 6 d'argon 80U8 haute-pre~sion, via une
vanne de d~charge 7, un m~nomatre haute-pre~ion 8 et une
vanne d'arrêt 9.
Un perçage lO fait communiquer l'enceinte arrière du moule
l avec l'atmo~phère.
Chaque angle rentrant du moule l comporte des perçages 11~ D
10 12 remplis d'un matériau d'isolation électrique traver~
par de~ conducteurs électriques 13, 14 de même polarité
dont l'extrémité affleure la paroi interne 2 du moule. Un
conducteur 15 de polarité opposée e~t relié à l'entrée du ,
moule. Les conducteura 13, 14, 15 ~ont reliés par l'inter~ !
15 médiaire d'un contacteur 16 à un enregistreur à bande 17.
~La face convexe du flan 5 appuie ~ur l'extrémité 18 d'un i
tube cylindrique creux 19 dont l'autre extrémité 20 est
fermée. Le tube 19 coulisse ~en~iblement sans effort et de
20 façon ~tanche dans l'alésage d'un manchon 21 adapté au
fond 3 du moule 1. -
Le tube l9 comporte, alignés ~ur une portion de généra-
tr.ice, une série de trous 22 régulièrement espacés pouvant
25 défiler devant un ajutage 23 prévu dans le manchon 21 et
alimenté en argon à faible pression à partir d'une source
24 via un detendeur 25, u ~ nomètre 26 et un clapet anti-
retour 27 taré sur le retour.
30 Un thermocouple 28 traver~e le tube 19, capte la tempéra-
ture du flan S et la tran~met à un indicateur 29.
La source d'argon à ~aible pres~ion 24 e~t également re-
liée grâce à un raccord en T 30 à un tube de verre en U 31
35 contenant un llquide conducteur 32 et surmonté d'un va~e
233~37
¦!
`
d'expansion 35. Ce vaee d'expan~ion 35 constitue un dispo- i
siti~ de ~écurité au cas o~ une rupture de la pièce en
formation viendrait à mettre brutalement en communication
l'argon haute-pres~ion et le tube 31.
S
La branche gauche du tube 31 comporte un fil ~lectrique 33
prévu pour être en permanence en contact avec le liquide
conducteur 32 quelle que soit la hauteur de ce dernier. La
branche droite comporte un fil électrique 34 plus court
10 qui n'est en contact avec le liquide conducteur 32 que
l~rsque le niveau de ce dernier monte dans cette branche.
Les contact~ 33 et 34 sont reliés aux borne~ po~ 3 et
négative de l'enregistreur 17 par des conducteurs 36 et 37.
15 Le fonctionnement de l'en~emble est le suivant. Le flan
est chauffé par des moyens connus non repré~entés tels que
r~istance~ chaufante~ ~ une température lui conférant
des caractéristiques de superplasticité et est bridé à
l'entrée du moule 1.
On met la concavité du flan en communication avec la
source 6 d'argon à haute-pression.
Simultanément, on ouvre l'alimentation 24 en argon à fai-
25 ble pression. La pression fait monter le liquide conduc-
teur dans la branche droite du U 31 et le contact 8 1 éta-
blit, ce qui se traduit pair. une ligne droite 38 sur le
palier de l'enregistreur ~
.
30 La pi~qe 5 commence à fluer et pousse le tube 19.
Dès que le premier trou de la rangée dè trous 22 du tube
19 pas~e devant l'ajutage 23, l'argon à faible pression
passe dans ce tube 19, ressort par des trous 39 prévu~
35 pr~ de ~on ext~mit~ 18, pui~ par 1Q PerQage 10 du moule
33~737
ve~s l'atmosph~re.
La pres~ion d'argon diminue al.ors brutalement danA la
branche gauche du U et le contact est coupé dans la
5 branche droite ; ceci se traduit par un clocher 40 sur ,
l'enregistrement e~ ainsi de suite. I!
Simultanément, l'enregistreur 17 fait apparaitre en 41 et
42 le moment exact où le métal atteint le premier puis le
10 deuxi~me étage du moule 1, grâce aux contact~ 11 et 12.
.
; ` Le papier enregistreur se déplace ~ une vitesse constante
connue ; il comporte un abaque 43 qui permet de déterminer
par simple lecture la vitesse de fluage du matériau. Ain- ~¦
15 si l'opérateur peut agir sur la pression d'argon 6 afin de
l'adapter aux caractéristiques géométriques de la pièce. ,¦
Cet~e modulation de la pression de formage peut être auto-
matisée et programmée en ~onction des signaux reçus par
: 20 l'enregi treur (et en fonction des caractéristiques de la
pi~ce et du matériau).
` i ~,
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` 30
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