• 1. Elaboré par : L’AOUINI BILEL BEN MOUMEN MOUADH
  • 2. INTRODUCTION :Le forgeage est un procédé de mise en forme très ancien. En effet il était déjà utilisé durant la préhistoire pour la fabrication d’objets utilitaires, objet d’art, outils agricoles et armement.Le forgeage permet d’élaborer des pièces brutes par déformation plastique du métal sous effet de chocs ou de pression. Il est le plus souvent exécuter à chaud et conduit à l’obtentiond’ébauche dont la forme est assez proche de la pièce finie. Au besoin la pièce est amenée ensuite à des formes plus précise par matriçage. Dans beaucoup de cas d’utilisation, certaines parties des pièces restent brutes de forgeage.
  • 3. Généralités :  L’estampage :Matrices modernes et anciennes pour l'estampage des décors de cloches
  • 4. L'estampage est une opération de forgeage en trois coups (ébauche, finition et ébavurage).Cette opération consiste à former, après chauffage, des pièces brutes par pression entredeux outillages nommés matrices, que l'on vient fixer sur des presses(hydrauliques, mécaniques, ...).
  • 5.  Matriçage : La forge par matriçage consiste à former par déformation plastique après chauffage des pièces brutesréalisées en alliages non ferreux tels que les alliages d'aluminium, de cuivre, de titane, de nickel, etc. Le matriçage est une opération de forge effectuée à l'aide d’outillage appelé des matrices(demi-matrice supérieure et demi-matrice inférieure). Les matrices portent en creux la formede la pièce.
  • 6. Motif estampé sur argile, donnant une brique décorative (Asie du Sud-Est, période Silla, VIIIe siècle)
  • 7. 2-Principe 2-1 l’estampage : 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.
  • 8. 1- Cisaillage à froid des lopinsLe lopin contenant le métaldestiné au remplissage des gravures,est débité dans des barres par cisaillageou sciage.cadences de 3000 pièces/heure
  • 9. 2 - Chauffage des lopins :800 à 1200 degrés Celsius pour acierExemple :four de chauffage On utilise principalement le chauffage par induction qui consiste a crée un champ magnétiquepar un enroulement bobiné ce qui engendre des courants induits a extérieur du lopin ces courants induits se transforment en chaleur qui sera transmise au cœurdu lopin par conduction.
  • 10. L’estampage est une déformation plastique à chaud mais le mot chaud ici est relatif c'est-à-dire ca varie suivant les matériaux. Voici quelque température limite entre formage à froid et formage à chaud : Aluminium : 193 °C Cuivre : 405 °C Fer: 631 °C Nickel : 590 °C
  • 11. Préformage de lopin:
  • 12. 3 - Laminage ou Étirage, Roulage du lopinLe but est de créer une première ébauche rectiligne, mais de section variable afin de répartir judicieusement la matière le long de l’axe.Bras de suspension laminé et refroidi
  • 13. 4 – Cintrage: Afin d’approcher le forme de la gravure d’ébauche
  • 14. 5- estampage:5-1 Réalise la mise en forme définitive de la pièceen deux étapes :Ébauche et Finition
  • 15. Ebavurage :Les ébauches retirées des matrices, que ce soit pour le matriçage ou pour l’estampage, sont entourées dans le plan de joint d’une bavure qu’il est nécessaire d’éliminer. L’opération est le plus souvent réalisé a froid. L’ébauche est posée sur une matrice ajourée au contour du plan de joint de la pièce et un poinçon, monté sur une presse, la pousse au travers de l’évidement. 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.
  • 16. Dispositif de double découpe: pièceInterne et externe
  • 17. Exemple :les BiellesLaminage + cintrageEbavurageEstampage ( ébauche +finition )
  • 18. 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
  • 19. Corindon, Billes de verre d’acier oucéramique. grenailleuse
  • 20. les outillages :Structure de la partie principale de la machine :
  • 21.  Ils sont soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères.Ils doivent avoir un coût minimal et une durée de vie élevée. Matrice de bielle
  • 22. La nuance la plus utilisée est le Z38CDV5 trempé + revenus avec ou sans traitement de surface ( nitruration, chromage dur …)  Les gravures sont réalisées par : - Usinage conventionnel et polissage. - Usinage à grande vitesse. - Électroérosion pour des petites dimensions Matrice de vilebrequin Z38CDV5 à 1400 Mpa
  • 23. Les machines : Sont appelés des machines de chocs Les vitessesde déformations sont supérieures à 1 m/s  Les matrices sont jointives,  les cotes sont données par l’outillage.  Petites et moyennes séries
  • 24. Les moutons : Principe : • Chute libre d’une masse (marteau) guidée par des glissières sur laquelle est fixée la matrice supérieure. •L’enclume, la chabotte (20 fois la masse du marteau) sur laquelle est fixée la matrice inférieure.
  • 25. Marteau Pilon à contre frappeLes marteaux pilons :L’effet de pesanteur est augmenté en propulsant la masse par pression hydraulique ou pneumatique.
  • 26. Le matriçage:Le matriçage, réservé aux métaux non ferreux, est une variante de l'estampage (on dit aussi estampage de précision). Dans ce cas la presse hydraulique lente se substitue au marteau-pilon et la pièce est insérée par force dans un outillage (matrice) démontable. Dans le matriçage, il n'y a pas de bavure, il s'agit donc d'une opération en deux temps. .
  • 27. le matriçage est réalisé en un ou plusieurs coups de marteau, mais en une seule phase. La pièce restant assez longtemps dans la gravure, les matrices s’échauffent vite et se détériorent par déformation surtout aux angles rentrants. On ne peut donc pas dépasser des séries de 500 pièces. L'intérêt
  • 28. L'intérêt technique de ces procédés est la compression des molécules de matière selon la forme de la pièce d'où des résistances extrêmes aux efforts mécaniques.
  • 29. Les outillages : Ils sont réalisés dans des aciers faiblement alliés : Z38CDV5, 55NCDV7, 35NCD16 (traités pour 1300 Mpa). Leur endommagement se produit par fissuration  Même méthode de réalisation que l’Estampage
  • 30. Les machines :Sont des machines de pression Les presseshydrauliques:Avantages :  Vitesse réglable,  Course importante,  Force constante: 6000 à 63000 KN Inconvénient :  Cadence faible, donc temps de cyclelong qui échauffe et détériore les matrices
  • 31. Les Presses Mécaniques : Avantages : Plus rapides que les presses hydrauliques, cadencesPresse à élevées, systèmesvilebrequin ou à d’alimentation automatique. excentriquePresse à vilebrequin et volant d’inertie : L’effort augmente entre le milieu et la fin de la course : 2500 à 12000 KN Presse à vis et volant d’inertie : Ce sont les plus répandues. Pas de point mort bas, donc pas de surchargePresse à vis possible, bonne maîtrise de la vitesse du coulisseau. 500 à 6000 KN
  • 32. 2-Etude de matériaux utilisé :
  • 33. 3- études théorique :
  • 34. Tolérance des pièces matricées en alliages légers :Tolérances sur les épaisseurs Soit :
  • 35. Tolérances de planéité , rectitude :
  • 36. Tolérances sur les longueurs , largeurs , hauteurs , déports :
  • 37. •Avantages et inconvénients : •Cette technique de fabrication suppose l'exécution préalable d'outillages spécifiques aux produits à confectionner. •Elle n'est utilisée que lorsque le nombre de pièces àproduire est assez élevé. •Elle permet d'obtenir une précision dimensionnelle plus grande qu'avec les autres procédés de forgeage et le formage du produit à grande vitesse a pour effet d'ennoblir au maximum le métal par l'affinage de son grain. •La masse des pièces ainsi produites ne dépasse pas,en général, 250 kilogrammes pour l'acier.
  • 38. 4-Applications industrielles:L’estampage :Utilisé fréquemment dans les industries des véhiculesAussi pour la fabrication des Matériels de Travaux Publics Machinisme AgricoleOrganes de TransmissionConstruction mécaniqueAéronautique et espace Robinetterie, engineering, nucléaire Armement (fabricants, arsenaux)
  • 39. Exemple :les vilebrequins :
  • 40. Le matriçage : le secteur leplusconcerné estl’aéronautique Répartition par Secteur
  • 41. Pièce de liaison aéronautiqueRaccord de chaudière à gaz en LaitonCouronne de freinage Avion
  • 42. Conclusion:Comparativement au moulage, l’estampage (ou le matriçage)est un procédé assez lent donc plus coûteux, mais l’élaboration par estampage confère au métal des propriétés spécifiques recherchées. En effet l’estampage permet un écoulement plastique du métal d’où une continuité des fibres qui procure à la pièce une résistance supérieur à celles obtenues autrement.
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    Estampage MatriçAge ; Resumé

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    • 1. Elaboré par : L’AOUINI BILEL BEN MOUMEN MOUADH
  • 2. INTRODUCTION :Le forgeage est un procédé de mise en forme très ancien. En effet il était déjà utilisé durant la préhistoire pour la fabrication d’objets utilitaires, objet d’art, outils agricoles et armement.Le forgeage permet d’élaborer des pièces brutes par déformation plastique du métal sous effet de chocs ou de pression. Il est le plus souvent exécuter à chaud et conduit à l’obtentiond’ébauche dont la forme est assez proche de la pièce finie. Au besoin la pièce est amenée ensuite à des formes plus précise par matriçage. Dans beaucoup de cas d’utilisation, certaines parties des pièces restent brutes de forgeage.
  • 3. Généralités :  L’estampage :Matrices modernes et anciennes pour l'estampage des décors de cloches
  • 4. L'estampage est une opération de forgeage en trois coups (ébauche, finition et ébavurage).Cette opération consiste à former, après chauffage, des pièces brutes par pression entredeux outillages nommés matrices, que l'on vient fixer sur des presses(hydrauliques, mécaniques, ...).
  • 5.  Matriçage : La forge par matriçage consiste à former par déformation plastique après chauffage des pièces brutesréalisées en alliages non ferreux tels que les alliages d'aluminium, de cuivre, de titane, de nickel, etc. Le matriçage est une opération de forge effectuée à l'aide d’outillage appelé des matrices(demi-matrice supérieure et demi-matrice inférieure). Les matrices portent en creux la formede la pièce.
  • 6. Motif estampé sur argile, donnant une brique décorative (Asie du Sud-Est, période Silla, VIIIe siècle)
  • 7. 2-Principe 2-1 l’estampage : 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.
  • 8. 1- Cisaillage à froid des lopinsLe lopin contenant le métaldestiné au remplissage des gravures,est débité dans des barres par cisaillageou sciage.cadences de 3000 pièces/heure
  • 9. 2 - Chauffage des lopins :800 à 1200 degrés Celsius pour acierExemple :four de chauffage On utilise principalement le chauffage par induction qui consiste a crée un champ magnétiquepar un enroulement bobiné ce qui engendre des courants induits a extérieur du lopin ces courants induits se transforment en chaleur qui sera transmise au cœurdu lopin par conduction.
  • 10. L’estampage est une déformation plastique à chaud mais le mot chaud ici est relatif c'est-à-dire ca varie suivant les matériaux. Voici quelque température limite entre formage à froid et formage à chaud : Aluminium : 193 °C Cuivre : 405 °C Fer: 631 °C Nickel : 590 °C
  • 11. Préformage de lopin:
  • 12. 3 - Laminage ou Étirage, Roulage du lopinLe but est de créer une première ébauche rectiligne, mais de section variable afin de répartir judicieusement la matière le long de l’axe.Bras de suspension laminé et refroidi
  • 13. 4 – Cintrage: Afin d’approcher le forme de la gravure d’ébauche
  • 14. 5- estampage:5-1 Réalise la mise en forme définitive de la pièceen deux étapes :Ébauche et Finition
  • 15. Ebavurage :Les ébauches retirées des matrices, que ce soit pour le matriçage ou pour l’estampage, sont entourées dans le plan de joint d’une bavure qu’il est nécessaire d’éliminer. L’opération est le plus souvent réalisé a froid. L’ébauche est posée sur une matrice ajourée au contour du plan de joint de la pièce et un poinçon, monté sur une presse, la pousse au travers de l’évidement. 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.
  • 16. Dispositif de double découpe: pièceInterne et externe
  • 17. Exemple :les BiellesLaminage + cintrageEbavurageEstampage ( ébauche +finition )
  • 18. 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
  • 19. Corindon, Billes de verre d’acier oucéramique. grenailleuse
  • 20. les outillages :Structure de la partie principale de la machine :
  • 21.  Ils sont soumis à des contraintes mécaniques et thermiques sévères.Ils doivent avoir un coût minimal et une durée de vie élevée. Matrice de bielle
  • 22. La nuance la plus utilisée est le Z38CDV5 trempé + revenus avec ou sans traitement de surface ( nitruration, chromage dur …)  Les gravures sont réalisées par : - Usinage conventionnel et polissage. - Usinage à grande vitesse. - Électroérosion pour des petites dimensions Matrice de vilebrequin Z38CDV5 à 1400 Mpa
  • 23. Les machines : Sont appelés des machines de chocs Les vitessesde déformations sont supérieures à 1 m/s  Les matrices sont jointives,  les cotes sont données par l’outillage.  Petites et moyennes séries
  • 24. Les moutons : Principe : • Chute libre d’une masse (marteau) guidée par des glissières sur laquelle est fixée la matrice supérieure. •L’enclume, la chabotte (20 fois la masse du marteau) sur laquelle est fixée la matrice inférieure.
  • 25. Marteau Pilon à contre frappeLes marteaux pilons :L’effet de pesanteur est augmenté en propulsant la masse par pression hydraulique ou pneumatique.
  • 26. Le matriçage:Le matriçage, réservé aux métaux non ferreux, est une variante de l'estampage (on dit aussi estampage de précision). Dans ce cas la presse hydraulique lente se substitue au marteau-pilon et la pièce est insérée par force dans un outillage (matrice) démontable. Dans le matriçage, il n'y a pas de bavure, il s'agit donc d'une opération en deux temps. .
  • 27. le matriçage est réalisé en un ou plusieurs coups de marteau, mais en une seule phase. La pièce restant assez longtemps dans la gravure, les matrices s’échauffent vite et se détériorent par déformation surtout aux angles rentrants. On ne peut donc pas dépasser des séries de 500 pièces. L'intérêt
  • 28. L'intérêt technique de ces procédés est la compression des molécules de matière selon la forme de la pièce d'où des résistances extrêmes aux efforts mécaniques.
  • 29. Les outillages : Ils sont réalisés dans des aciers faiblement alliés : Z38CDV5, 55NCDV7, 35NCD16 (traités pour 1300 Mpa). Leur endommagement se produit par fissuration  Même méthode de réalisation que l’Estampage
  • 30. Les machines :Sont des machines de pression Les presseshydrauliques:Avantages :  Vitesse réglable,  Course importante,  Force constante: 6000 à 63000 KN Inconvénient :  Cadence faible, donc temps de cyclelong qui échauffe et détériore les matrices
  • 31. Les Presses Mécaniques : Avantages : Plus rapides que les presses hydrauliques, cadencesPresse à élevées, systèmesvilebrequin ou à d’alimentation automatique. excentriquePresse à vilebrequin et volant d’inertie : L’effort augmente entre le milieu et la fin de la course : 2500 à 12000 KN Presse à vis et volant d’inertie : Ce sont les plus répandues. Pas de point mort bas, donc pas de surchargePresse à vis possible, bonne maîtrise de la vitesse du coulisseau. 500 à 6000 KN
  • 32. 2-Etude de matériaux utilisé :
  • 33. 3- études théorique :
  • 34. Tolérance des pièces matricées en alliages légers :Tolérances sur les épaisseurs Soit :
  • 35. Tolérances de planéité , rectitude :
  • 36. Tolérances sur les longueurs , largeurs , hauteurs , déports :
  • 37. •Avantages et inconvénients : •Cette technique de fabrication suppose l'exécution préalable d'outillages spécifiques aux produits à confectionner. •Elle n'est utilisée que lorsque le nombre de pièces àproduire est assez élevé. •Elle permet d'obtenir une précision dimensionnelle plus grande qu'avec les autres procédés de forgeage et le formage du produit à grande vitesse a pour effet d'ennoblir au maximum le métal par l'affinage de son grain. •La masse des pièces ainsi produites ne dépasse pas,en général, 250 kilogrammes pour l'acier.
  • 38. 4-Applications industrielles:L’estampage :Utilisé fréquemment dans les industries des véhiculesAussi pour la fabrication des Matériels de Travaux Publics Machinisme AgricoleOrganes de TransmissionConstruction mécaniqueAéronautique et espace Robinetterie, engineering, nucléaire Armement (fabricants, arsenaux)
  • 39. Exemple :les vilebrequins :
  • 40. Le matriçage : le secteur leplusconcerné estl’aéronautique Répartition par Secteur
  • 41. Pièce de liaison aéronautiqueRaccord de chaudière à gaz en LaitonCouronne de freinage Avion
  • 42. Conclusion:Comparativement au moulage, l’estampage (ou le matriçage)est un procédé assez lent donc plus coûteux, mais l’élaboration par estampage confère au métal des propriétés spécifiques recherchées. En effet l’estampage permet un écoulement plastique du métal d’où une continuité des fibres qui procure à la pièce une résistance supérieur à celles obtenues autrement.
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