Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Couramment utilisée en automobile pour la réalisation des jantes en aluminium ou dans le domaine de l'aérospatiale pour la fabrication de pièces en acier inoxydable de grande dimension, le fluotournage est une technique de déformation plastique des métaux particulièrement intéressante. Le principe se rapproche de celui utilisé par les potiers : il permet d'allonger une préforme axisymétrique en réduisant son épaisseur. Cet article présente les différents modes de fluotournage existants (conique et cylindrique) ainsi que l'analyse mécanique du procédé et de sa mise en œuvre. De même, sont présentés ici les machines et outillages impliqués ainsi que les caractéristiques des objets produits avec cette méthode.
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Widely used in the automobile industry for the manufacture of aluminum rims or in aeronautics for the manufacture of large stainless-steel parts, flow-forming is a highly interesting technique for the plastic deformation of metals. Its principle resembles that used by potters: it allows for the lengthening of an axisymetrical preform by reducing its thickness. This article presents the various existing modes of flow-forming (conical and cylindrical) as well as the mechanical analysis of the technique and its implementation. The machines and tools involved are also presented together with the characteristics of the objects obtained via this method.
Auteur(s)
-
Marie HOUILLON : Docteur de l'École des Mines de Paris -
INTRODUCTION
Utilisant un principe connu de longue date – il s'apparente à la technique du potier – mécanisé depuis les années 1950, le fluotournage consiste à déformer plastiquement les métaux par extrusion ponctuelle, la matière s'écoulant entre un mandrin mis en rotation et une ou plusieurs molettes exerçant une pression élevée. Le métal s'écoule en tournant, d'où le nom attribué au procédé.
Il permet d'allonger une préforme axisymétrique en réduisant son épaisseur. Cette réduction d'épaisseur est caractéristique du procédé, et l'on réserve le nom de repoussage aux mises en forme à épaisseur constante.
Suivant les matériaux, le fluotournage s'effectue à froid (c'est-à-dire sans chauffer les ébauches), ou à chaud (450 à 1 050 oC suivant les métaux).
Les pays de langue anglo-saxonne utilisent plusieurs termes équivalents : spinning, flow-spinning, flow-forming, flow-turning, shear spinning.
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Présentation
Mise en œuvre du procédé
En anglais
5. Outillage
Essentiellement constitué par le mandrin et ses molettes (figure 12), il constitue un ensemble simple, peu coûteux et pratiquement inusable.
5.1 Molettes
Les molettes sont la partie standard de l'outillage, faciles à modifier et utilisables sur plusieurs fabrications.
En fluotournage à froid, elles sont en acier dit indéformable, à ténacité améliorée, du type Z 200 C 12 ou Z 150 CDV 12 traitées pour 62 à 64 HRC. Pour le travail à chaud (600 oC maximum sur le pourtour de la molette), on préfère les aciers résistant aux chocs thermiques et aux fortes pressions spécifiques, du type à 5 % de chrome [par exemple, acier de composition (en % masse) : C = 0,38 % – Cr = 5 % – Mo = 1,4 % – W = 1,3 % – V = 0,4 %, et traité pour 55 à 58 HRC .
Les profils des molettes, rectifiés et polis, varient suivant le travail à réaliser et se classent en quatre familles (figure 13).
-
Les molettes à rayon (figure 13a) et les molettes coniques (figure 13b) s'emploient pour le fluotournage cylindrique. Bien que couvrant une large gamme d'utilisation, elles présentent l'inconvénient de faire apparaître une montée matière plus ou moins importante, préjudiciable à la pièce (rupture ou, plus fréquemment, détérioration des qualités de surface). En effet, le bourrelet ainsi formé en avant de la molette est relaminé par celle-ci, ce qui peut amener des soulèvements ou arrachements de matière sur la surface externe du produit.
Les molettes circulaires à plus grand rayon et les molettes coniques à angle d'attaque plus faible limitent ce défaut, mais elles augmentent la zone de déformation, donc les efforts...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AVITZUR (B.) - Analysis of power spinning of cones. - Ph. – D. Thesis Univ. du Michigan (Bib. importante), Ed. University Microfilms International Am. Arbor Michigan, (USA) (1959).
-
(2) - AVITZUR (B.), YANG (C.T.) - Analysis of power spinning of cones. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 231-244, août 1960.
-
(3) - KALPACIOGLU (S.) - On the mechanics of shear spinning. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 125-130, mai 1961.
-
(4) - KOBAYASHI (S.), HALL (I.K.), THOMSEN (E.G.) - A theory of shear spinning of cones. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 485-495, nov. 1961.
-
(5) - KALPACIOGLU (S.) - Application de la méthode analytique à un problème technologique : cas du fluotournage. - 9e Conf. des Chefs de l'Ordonnance Materials Research, The Cincinnati Milling Machine Company, p. 2-27, août 1962.
-
(6) - HAYAMA (M.), MUROTO (T.) - Theoretical...
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