Td procédés de forge ensam meknès 1ère année avec solutions
Télécharger PDFUNIVERSITÉ MOULAY ISMAIL – ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEURE D’ARTS ET MÉTIERS DE MEKNÈS
Travaux Dirigés : Procédés de Forge – 1ère Année – Avec Solutions
Chapitre 4 : Procédés de Forge – Estampage
Questions
1/ Donner la définition des mots suivants : Matriçage, Lopin, Ébauche, Dépouille et Non-rendu.
- Matriçage : Le matriçage, souvent considéré comme synonyme d'estampage, est un procédé de forgeage où le métal est déformé entre deux matrices (outils) qui ont la forme finale de la pièce. La déformation est obtenue par un choc (avec un marteau-pilon) ou une pression (avec une presse).
- Lopin : Le lopin est le morceau de matière première, généralement de forme simple (cylindrique, prismatique), préparé (découpé, cisaillé) avant l'opération de forgeage. C'est la matière brute qui sera transformée.
- Ébauche : L'ébauche est la forme intermédiaire d'une pièce obtenue après une ou plusieurs opérations de forgeage préliminaires. Elle prépare la répartition du métal pour l'opération de finition et n'a pas encore les dimensions finales.
- Dépouille : La dépouille est l'angle d'inclinaison donné aux parois des matrices et, par conséquent, à la pièce forgée, pour faciliter le démoulage (l'extraction) sans abîmer l'outil ou la pièce.
- Non-rendu : Le non-rendu est un défaut d'estampage caractérisé par le fait que le métal n'a pas complètement rempli toutes les cavités de la matrice, laissant des zones incomplètes ou des détails manquants sur la pièce finale.
2/ Donner la gamme de fabrication par estampage.
3/ Donner trois conditions nécessaires pour qu'une pièce soit estampable.
4/ Expliquer τ1 et τ2.
5/ Quel est le rôle de la bavure ?
6/ Donner les origines des défauts en estampage.
Exercice 1
On se propose d'étudier la fabrication de la pièce donnée sur la figure ci-dessous par forgeage à chaud sur une presse verticale. La température de mise en forme est de 1000 °C et le matériau de la pièce est un acier.
- Donner le nom du procédé de fabrication.
- Calculer la longueur du lopin sachant que sa section est de diamètre 80 mm.
- Donner le tracé de la pièce estampée en justifiant votre réponse.
Données : τ1 = 4.5 % et τ2 = 3 %, la cote 40 est fonctionnelle.
Exercice 2
On se propose d'étudier la fabrication de la pièce en acier donnée sur la figure 2 par un procédé de mise en forme par déformation plastique.
- Donner le nom du procédé et justifier votre réponse.
- Donner le tracé de la pièce une fois réalisée par ce procédé.
Chapitre 5 : Procédés de Forge – Extrusion
Questions
1/ Donner la définition des mots suivants : Frappe à froid, Fibrage, Malléabilité et Préforme.
- Frappe à froid : Procédé de déformation plastique où le métal est formé à température ambiante ou à une température inférieure à sa température de recristallisation. Cela améliore souvent les propriétés mécaniques de la pièce (écrouissage).
- Fibrage : Orientation préférentielle des grains et des inclusions dans le sens de la déformation du métal. Le fibrage confère à la pièce des propriétés mécaniques anisotropes, généralement améliorées dans le sens du fibrage.
- Malléabilité : Propriété d'un matériau à pouvoir être déformé plastiquement (écrasé, laminé) sans se rompre, notamment sous compression. Un matériau malléable peut prendre des formes complexes par déformation.
- Préforme : Forme initiale du lopin ou d'une ébauche qui est spécifiquement conçue pour optimiser les étapes de déformation ultérieures et s'assurer que le matériau remplit correctement la matrice finale sans défauts.
2/ Donner les deux modes de déformation en extrusion.
3/ Donner les conditions nécessaires pour qu'une pièce soit réalisable par extrusion.
4/ Définir le filage direct.
Exercice 1
On se propose d'étudier la fabrication de la pièce en acier donnée sur la figure 1a. La température de formage est de 25 °C.
Note : La figure 3 n'est pas fournie mais est citée dans l'énoncé.
- Donner le nom de ce procédé et justifier le choix.
- Calculer la section initiale et finale durant cette opération.
- Donner le nom de l'opération.
Exercice 2
On se propose d'étudier la fabrication de la vis (poste II) en acier donnée sur la figure 1. La température de forgeage est de 25 °C.
- Donner le nom du procédé et justifier votre réponse.
- Calculer la longueur L du lopin.
- Pour chaque opération, calculer la section initiale et la section finale et déduire le nom de l'opération.
Exercice 3
La figure 4 représente les différentes opérations de la gamme de fabrication d'une vis. Les opérations sont réalisées à froid et la cadence de production est de 10 000 pièces par jour. Le lopin est de forme cylindrique de diamètre D et de hauteur H.
- Donner le nom de ce procédé et justifier le choix.
- Calculer la section initiale et finale pour chaque poste.
- Nommer chaque opération en se basant sur le type de déformation.
Exercice 4
On se propose d'étudier la fabrication à froid d'une pièce en acier donnée sur la figure 4.III.
- Donner le nom du procédé.
- Déterminer les dimensions du lopin (les diamètres Dext et Dint, et la hauteur H) pour réaliser cette pièce.
- Calculer la section initiale et finale pour chaque poste.
- Nommer chaque opération et justifier votre réponse.
Foire Aux Questions (FAQ) sur les Procédés de Forge
Qu'est-ce qui distingue le forgeage à chaud du forgeage à froid ?
Le forgeage à chaud est réalisé au-dessus de la température de recristallisation du métal, ce qui réduit sa résistance à la déformation et permet de réaliser de grandes déformations avec moins d'effort, mais entraîne une moins bonne précision dimensionnelle et une surface plus rugueuse. Le forgeage à froid se fait en dessous de cette température, offrant une meilleure précision, une meilleure finition de surface et un écrouissage qui augmente la dureté et la résistance mécanique de la pièce, mais nécessite des forces de déformation plus importantes.
Quel est l'objectif principal de la bavure en estampage ?
La bavure est une fine feuille de métal qui s'échappe de la cavité de la matrice et se forme dans le plan de joint des deux demi-matrices. Son rôle principal est de permettre un écoulement excédentaire du métal, ce qui aide à remplir toutes les cavités complexes de la matrice et à garantir que la pièce est complète et exempte de non-rendu. Elle est ensuite coupée lors d'une opération d'ébavurage.
Pourquoi la malléabilité est-elle une propriété cruciale en forgeage ?
La malléabilité est la capacité d'un matériau à se déformer plastiquement sous compression sans se rompre. Elle est cruciale en forgeage car elle détermine à quel point un métal peut être mis en forme, écrasé ou laminé pour atteindre la géométrie souhaitée. Une bonne malléabilité permet d'obtenir des formes complexes et de réduire les risques de fissuration ou de rupture du lopin pendant le processus de déformation.