FR2670409A1

FR2670409A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING BY HOT FLUOTOURNING OF A PART IN A NON-MALLEABLE MATERIAL WITH AMBIENT TEMPERATURE AND CORRESPONDING TOOLS.

Info

Publication number: FR2670409A1
Application number: FR9015570A
Authority: FR
Inventors: Duquesnoy Gerard
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1992-06-19
Anticipated expiration: 2010-12-12
Also published as: EP0490756A1; DE69102522D1; ATE107207T1; FR2670409B1; EP0490756B1; ES2056606T3; DE69102522T2

Abstract

In order to produce, by spinning, a workpiece of a material which is non-malleable at room temperature, a heated mandrel (24) is used which is equipped on the inside with an electrical resistance element (46) surrounded by a diffuser (48). The heating temperature of the mandrel (24) is adjusted by a regulator (66) placed in a unit (26) which rotates with the mandrel. Advantageously, this temperature is equal to the forming temperature of the material in question, reduced by the temperature rise of this material due to the effect of the spinning.

Description

ii

PROCEDE DE FABRICATION PAR FLUOTOURNAGE A CHAUD D'UNE PROCESS FOR MANUFACTURING BY HOT FLUOTOURNING OF A

PIECE EN UN MATERIAU NON MALLEABLE A TEMPERATURE AMBIAN- PART IN NON-MALLEABLE MATERIAL AT AMBIAN TEMPERATURE-

TE ET OUTILLAGE CORRESPONDANT.TE AND CORRESPONDING TOOLS.

DESCRIPTIONDESCRIPTION

L'invention concerne un procédé permettant de fabriquer, par fluotournage à chaud, des pièces en matériau non malléable à température ambiante telles The invention relates to a method for manufacturing, by hot flow spinning, parts of non-malleable material at room temperature such as

que des pièces en alliage de titane, en matériau compo- than titanium alloy parts, made of composite material

site à matrice métallique, ou autres L'invention concerne également un outillage mettant en oeuvre ce procédé. La technique du fluotournage consiste à placer une ébauche de pièce sur un mandrin mis en rotation et à provoquer la déformation plastique de cette ébauche en l'allongeant et en réduisant son épaisseur, au moyen d'une ou plusieurs molettes exerçant une pression élevée sur la pièce L'outillage de fluotournage comporte donc principalement un mandrin, généralement deux ou trois molettes et des moyens permettant de solidariser en The invention also relates to a tool implementing this method. The flow forming technique consists in placing a workpiece blank on a rotating mandrel and causing plastic deformation of this blank by lengthening and reducing its thickness, by means of one or more knobs exerting high pressure on the part The flow forming tools therefore mainly comprise a mandrel, generally two or three knobs and means making it possible to secure in

rotation l'ébauche de pièce du mandrin. rotation of the workpiece blank of the mandrel.

Cet outillage est monté sur une machine qui s'apparente à un tour classique Cette machine possède un banc supportant un chariot portemolettes, une broche transmettant son mouvement de rotation au mandrin et This tool is mounted on a machine which is similar to a conventional lathe. This machine has a bench supporting a wheel holder carriage, a spindle transmitting its rotational movement to the mandrel and

une contre-pointe qui fait office de serre-flanc solida- a tailstock which acts as a solid-flank

risant en rotation l'ébauche de pièce du mandrin. rising in rotation the blank part of the mandrel.

Cette technique permet de fabriquer des pièces This technique makes it possible to manufacture parts

creuses de révolution de faible épaisseur, en des maté- hollow hollow of revolution, made of materials

riaux malléables à température ambiante tels que l'a- rial malleable at room temperature such as a-

cier, sans aucune soudure On peut donner à ces pièces, par exemple de forme cylindrique, un diamètre quelconque cier, without any welding These pieces, for example of cylindrical shape, can be given any diameter

adapté à l'utilisation envisagée Des pièces partielle- suitable for the intended use Partial parts-

ment ou totalement tronconiques peuvent également être fabriquées. La technique du fluotournage a cependant pour principal inconvénient de ne pas permettre, jusqu'à présent, la fabrication de pièces en matériaux non ou peu malléables à température ambiante, te Ls que les or completely frustoconical can also be manufactured. The main advantage of the flow-forming technique, however, is that it has not so far been able to manufacture parts made of materials which are not or not very malleable at room temperature, such as

alliages de titane.titanium alloys.

Ainsi, des essais effectués par le demandeur ont montré que la fabrication par fluotournage à froid Thus, tests carried out by the applicant have shown that manufacture by cold flow spinning

d'une pièce en alliage de titane réalisée selon la tech- of a titanium alloy part produced according to the tech-

nique classique conduisait à l'obtention d'une pièce classic picnic led to obtaining a room

présentant de nombreuses criques la rendant inutilisa- with numerous cracks making it unusable

ble.corn.

Dans une autre série d'essais, toujours effec- In another series of tests, always carried out

tués à froid mais en arrosant la pièce par un liquide de refroidissement, le demandeur a même observé une cold killed but while spraying the room with coolant, the applicant even observed a

rupture très rapide de la pièce.very rapid rupture of the part.

On a déjà tenté de résoudre ces difficultés We have already tried to resolve these difficulties

en effectuant un fluotournage à chaud de tels matériaux. by performing hot flow spinning of such materials.

Ainsi, l'article "fluotournage à chaud de l'alliage de titane TA 6 V" de M Brun et J Duriau, des pages 19 à 23 de la Revue de Mécanique NI 298 d'octobre 1974, décrit différents essais de fabrication par fluotournage de pièce en alliage de titane TA 6 V, dans lesquels la surface extérieure de la pièce est chauffée soit au moyen d'un manchon inducteur se déplaçant avec les Thus, the article "hot flow spinning of the titanium alloy TA 6 V" by M Brun and J Duriau, from pages 19 to 23 of the Revue de Mécanique NI 298 of October 1974, describes various manufacturing tests by flow spinning of piece in titanium alloy TA 6 V, in which the external surface of the piece is heated either by means of an inductive sleeve moving with the

molettes, soit au moyen d'une torche oxypropane. wheels, either by means of an oxypropane torch.

Ces différents essais de fluotournage à chaud, ainsi que d'autres essais comparables effectués par These various hot flow spinning tests, as well as other comparable tests carried out by

ailleurs, ont montré que la technique de chauffage uti- elsewhere, have shown that the heating technique used

lisée ne pouvait conduire à des résultats acceptables qu'à condition que la température soit maintenue dans une fourchette relativement étroite Dans le cas contraire, la formation de criques et même des ruptures ont été observées Il est clair que le chauffage de la pièce au chalumeau ne permet pas de satisfaire cette exigence de façon sure Par ailleurs, l'utilisation lise could only lead to acceptable results provided that the temperature was kept within a relatively narrow range. Otherwise, the formation of cracks and even breaks were observed. It is clear that heating the room with a torch does not allow this requirement to be met in a safe manner Furthermore, the use

d'un dispositif de chauffage par induction rend le pro- of an induction heater makes the pro-

cédé très complexe et coûteux, notamment lorsque la sold very complex and expensive, especially when the

pièce à fabriquer n'est pas cylindrique. workpiece is not cylindrical.

La présente invention a précisément pour objet un procédé de fabrication, par f Luotournage à chaud, d'une pièce en matériau non malléable à température The subject of the present invention is precisely a process for the manufacture, by hot rolling, of a part made of material which is not malleable at temperature.

ambiante, dont La conception originale permet de fabri- room, whose original design enables

quer de façon sure et reproductible des pièces dépour- safely and reproducible parts

vues de crique, sans risque de rupture de ces pièces views of creek, without risk of rupture of these parts

en cours de fabrication.during manufacture.

Se Lon L'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de fabrication par fluotournage à According to the invention, this result is obtained by means of a manufacturing process by flow spinning at

chaud d'une pièce en un matériau non malléable à tempé- hot of a part made of a non-malleable material at

rature ambiante, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer une ébauche de pièce sur un mandrin chauffant, puis à f Luotourner cette ébauche tout en chauffant le mandrin à une température pour Laquelle ledit matériau ambient temperature, characterized by the fact that it consists in placing a workpiece blank on a heating mandrel, then in rotating this blank while heating the mandrel to a temperature for which said material

devient malléable.becomes malleable.

Grâce à ce procédé, l'ébauche de pièce est préchauffée par le mandrin de telle sorte qu'elle se trouve à la bonne température au moment de l'impact de la molette et que tout choc thermique est évité Au contraire, le chauffage de la pièce par l'extérieur selon les procédés antérieurs avait pour effet, au moment de l'impact de la molette, d'amener l'ébauche brutalement au contact du mandrin relativement froid, ce qui conduisait à un refroidissement rapide de la pièce par suite de L'inertie thermique importante du mandrin. De plus, le procédé selon L'invention permet Thanks to this process, the workpiece blank is preheated by the mandrel so that it is at the right temperature at the time of impact of the wheel and that any thermal shock is avoided. On the contrary, the heating of the part from the outside according to the previous methods had the effect, at the time of the impact of the wheel, of bringing the blank suddenly into contact with the relatively cold mandrel, which led to rapid cooling of the part as a result of The significant thermal inertia of the mandrel. In addition, the method according to the invention allows

de chauffer la pièce de façon uniforme et à une tempéra- to heat the room evenly and to a temperature

ture parfaitement contrôlée, quelle que soit sa forme. perfectly controlled, whatever its shape.

Le chauffage peut donc être limité à la température strictement nécessaire pour assurer sa mise en forme, ce qui évite une surchauffe de la pièce pouvant conduire à sa pollution superficielle dans le cas o le matériau Heating can therefore be limited to the temperature strictly necessary to ensure its shaping, which avoids overheating of the part which can lead to its surface pollution in the case where the material

traité absorbe d'autant plus les particules environnan- treated further absorbs the surrounding particles

tes que sa température augmente.your temperature rises.

Pour satisfaire au mieux cette dernière exi- To best satisfy this last exi-

gence, on chauffe avantageusement Le mandrin à une température sensiblement égale à la différence entre une température permettant Le formage du matériau et gence, the mandrel is advantageously heated to a temperature substantially equal to the difference between a temperature allowing the forming of the material and

une température d'échauffement de ce matériau sous l'ef- a temperature of heating of this material under the ef-

fet du fluotournage.fet of flow-forming.

En outre, la température de chauffage du man- In addition, the heating temperature of the man-

drin est régulée par des moyens de régulation qui tour- drin is regulated by means of regulation which turn

nent avec ce dernier, ce qui permet d'assurer une régulation particulièrement précise de la température de chauffage du mandrin (par exemple, plus ou moins IC). nent with the latter, which ensures a particularly precise regulation of the heating temperature of the mandrel (for example, more or less IC).

Dans une application particulière de l'inven- In a particular application of the invention

tion à la fabrication d'une pièce en alliage de titane, on chauffe le mandrin à une température comprise entre environ 4001 C et environ 5000 C Etant donné que l'échauffement de la pièce dû au fluotournage est When manufacturing a piece of titanium alloy, the mandrel is heated to a temperature of between around 4001 C and around 5000 C Since the heating of the piece due to flow spinning is

compris entre environ 2500 C et environ 3501 C, cela per- between about 2500 C and about 3501 C, this

met de chauffer la pièce à sa température de formage, heat the part to its forming temperature,

sans excès.without excess.

L'invention a aussi pour objet un outillage pour la fabrication par fluotournage à chaud d'une pièce en un matériau non malléable à température ambiante, caractérisé par le fait qu'il comprend un mandrin équipé The invention also relates to a tool for the manufacture by hot-spinning of a part made of a material which is not malleable at room temperature, characterized in that it comprises a mandrel equipped

intérieurement de moyens de chauffage. internally heating means.

Selon un mode de réalisation préféré de cet outillage, le mandrin comprend un tube creux dont la surface intérieure est en contact avec un diffuseur sur toute sa longueur utile, des moyens de chauffage étant According to a preferred embodiment of this tool, the mandrel comprises a hollow tube whose inner surface is in contact with a diffuser over its entire useful length, heating means being

placés à l'intérieur du diffuseur. placed inside the diffuser.

De plus, des moyens de régulation de tempéra- In addition, temperature regulation means

ture des moyens de chauffage sont placés dans un carter heating means are placed in a housing

fixé à une extrémité du mandrin, de façon interchangea- attached to one end of the mandrel, interchangeably

b Le, par des moyens de fixation démontables, un organe thermiquement isolant étant avantageusement placé entre b The, by removable fixing means, a thermally insulating member being advantageously placed between

le mandrin et le carter.the mandrel and the casing.

De préférence, les moyens de chauffage comprennent au moins une résistance électrique reliée électriquement aux moyens de régulation de température, ces derniers étant alimentés par une source extérieure de courant électrique, au travers d'un collecteur porté Preferably, the heating means comprise at least one electrical resistance electrically connected to the temperature regulation means, the latter being supplied by an external source of electric current, through a collector carried

par le carter et de charbons fixes.by the casing and fixed coals.

Afin d'éviter qu'un échauffement excessif des moyens de régulation de température ne fasse dériver la température, il est recommandé de placer des moyens de refroidissement dans le carter, à proximité des moyens de régulation de température, et de former des trous de refroidissement dans le carter en face de ces In order to prevent excessive heating of the temperature control means causing the temperature to drift, it is recommended to place cooling means in the casing, near the temperature control means, and to form cooling holes. in the housing opposite these

moyens de régulation de température. temperature regulation means.

Un mode de réalisation préféré de l'invention A preferred embodiment of the invention

va à présent être décrit, à titre d'exemple non limita- will now be described, by way of non-limiting example

tif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté, en coupe partielle, représentant de façon très schématique un outillage de fluotournage conforme à l'invention, monté sur une machine de fluotournage; et la figure 2 est une vue de côté représentant tif, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a side view, in partial section, very schematically showing a flow-forming tool according to the invention, mounted on a flow-forming machine; and Figure 2 is a side view showing

en coupe longitudinale et à plus grande échelle l'outil- in longitudinal section and on a larger scale the tool-

lage de fluotournage de la figure 1. Figure 1 of the flow-forming film.

Sur la figure 1, la référence 10 désigne une In FIG. 1, the reference 10 designates a

broche rotative d'une machine de fluotournage de concep- rotary spindle of a design flow forming machine

tion classique, tournant dans une poupée fixe 12 La machine comprend également, de façon classique, une contre-pointe 14 montée dans une poupée mobile 16 et axialement alignée avec la broche 10 La poupée mobile 16 peut être déplacée en éloignement et en rapprochement classic tion, rotating in a fixed headstock 12 The machine also conventionally comprises a tailstock 14 mounted in a movable headstock 16 and axially aligned with the spindle 10 The movable headstock 16 can be moved away and in approach

de la poupée fixe 12 sur un banc (non représenté) por- of the headstock 12 on a bench (not shown) carrying

tant cette dernière La machine comprend en outre un chariot porte- molette 18, généralement équipé de deux à trois molettes 20 et apte à se déplacer parallèlement à l'axe de la broche 10 à une vitesse constante et réglable. Sur les figures 1 et 2, la référence 22 dési- as the latter The machine further comprises a wheel-holder carriage 18, generally equipped with two to three wheels 20 and capable of moving parallel to the axis of the spindle 10 at a constant and adjustable speed. In Figures 1 and 2, the reference 22 desi-

gne de façon générale un outillage permettant de fabri- generally means a tool making it possible to manufacture

quer par fluotournage à chaud une pièce en un matériau quer by hot flow spinning a piece of material

non ou peu malléable à température ambiante Cet outil- not or not very malleable at room temperature This tool-

lage, qui présente de façon générale la forme d'un cylindre de révolution, est fixé sur la broche 10, coaxialement à cette dernière, de façon à être entraîné lage, which generally has the shape of a cylinder of revolution, is fixed on spindle 10, coaxial with the latter, so as to be driven

en rotation par cette broche.in rotation by this spindle.

De façon plus précise, l'outillage 22 comprend More specifically, the tool 22 includes

un mandrin chauffant 24, dont la forme extérieure défi- a heating mandrel 24, whose outer shape defines

nit la forme intérieure de la pièce à réaliser, et un ensemble 26 de régulation de température, sur lequel le mandrin 24 est monté de façon interchangeable, par nit the internal shape of the part to be produced, and a temperature regulation assembly 26, on which the mandrel 24 is mounted interchangeably, by

exemple par des vis 28.example with screws 28.

Le bloc de régulation 26 comprend un carter de protection extérieur cylindrique 30 Une extrémité de ce carter 30, destinée à être fixée sur la broche , comporte une bride 30 a traversée selon son axe par un alésage dont la partie extérieure conique 31 est prévue pour venir s'emboîter sur un cône de centrage 10 a formé à l'extrémité de la broche 10 Lorsque cet emboîtement est réalisé, la bride 30 a est fixée sur l'extrémité de la broche 10, par exemple au moyen de The regulating block 26 comprises a cylindrical external protective casing 30 One end of this casing 30, intended to be fixed on the spindle, comprises a flange 30 crossed along its axis by a bore whose conical external part 31 is provided to come fit onto a centering cone 10 a formed at the end of the spindle 10 When this interlocking is achieved, the flange 30 a is fixed to the end of the spindle 10, for example by means of

goujons 32.studs 32.

A son extrémité opposée, le carter 30 est fermé par un couvercle constitué par deux plateaux 34 et 36 entre lesquels est placé un matériau thermiquement isolant 38 Ces trois éléments sont solidarisés entre eux, par exemple au moyen de pions 40, et ils sont fixés At its opposite end, the casing 30 is closed by a cover constituted by two plates 34 and 36 between which is placed a thermally insulating material 38 These three elements are joined together, for example by means of pins 40, and they are fixed

à l'extrémité du carter 30, par exemple par des vis 42. at the end of the casing 30, for example by screws 42.

Le mandrin 24 comprend quant à lui un tube extérieur 44, réa Lisé en un méta L tel que de L'acier The mandrel 24 for its part comprises an outer tube 44, produced in a meta L such as steel

présentant une dureté élevée à la température de forma- having a high hardness at the forming temperature

ge Dans sa partie non adjacente au bloc de régulation 26, ce tube extérieur 44 sert de contreforme pour la pièce à réaliser Par conséquent, la forme et les dimensions extérieures de ce tube 44 sont modifiées à ge In its part not adjacent to the regulating block 26, this outer tube 44 serves as a counterform for the part to be produced Consequently, the shape and the external dimensions of this tube 44 are modified to

chaque fois qu'une pièce différente doit être réalisée. each time a different part has to be made.

A son extrémité adjacente au bloc de régula- At its end adjacent to the regulation block

tion 26, le tube extérieur 44 comporte une bride permet- tion 26, the outer tube 44 has a flange

tant sa fixation, au moyen des vis 28, sur le couvercle formé par les plateaux 34 et 36 et le matériau isolant 38 Un cône de centrage formé sur la face extérieure both its fixing, by means of screws 28, on the cover formed by the plates 34 and 36 and the insulating material 38 A centering cone formed on the outer face

du plateau 36 tournée vers l'extérieur du bloc 26 pénè- of the plate 36 facing outwards from the block 26 penetrates

tre dans une surface tronconique complémentaire formée à l'extrémité adjacente du tube extérieur 44, de façon à assurer automatiquement l'alignement axial du mandrin 24 sur le bloc de régulation 26 lorsque le mandrin est be in a complementary frustoconical surface formed at the adjacent end of the outer tube 44, so as to automatically ensure the axial alignment of the mandrel 24 on the regulating block 26 when the mandrel is

fixé sur ce dernier.attached to it.

Il est à noter que le caractère démontable It should be noted that the removable nature

du mandrin 24 par rapport au bloc de régulation 26 per- of the mandrel 24 relative to the regulating block 26 per-

met de ne pas modifier ce dernier lorsque la forme et/ou les dimensions de la pièce varient En effet, il suffit alors de démonter le mandrin 24 utilisé précédemment et de mettre en place un nouveau mandrin présentant une does not modify the latter when the shape and / or dimensions of the part vary. Indeed, it suffices then to disassemble the mandrel 24 used previously and to put in place a new mandrel having a

forme et des dimensions extérieures différentes. different shape and exterior dimensions.

Conformément à l'invention, le mandrin 24 est un mandrin chauffant qui comporte, à l'intérieur de la partie du tube 44 servant de contreforme à la pièce à According to the invention, the mandrel 24 is a heating mandrel which comprises, inside the part of the tube 44 serving as a counterform to the part to be

réaliser, une résistance électrique chauffante 46. achieve an electric heating resistor 46.

Cette résistance, qui se présente sous la forme d'une cartouche cylindrique, est disposée selon l'axe du tube 44 à l'intérieur d'un diffuseur tubulaire 48, réalisé This resistance, which is in the form of a cylindrical cartridge, is arranged along the axis of the tube 44 inside a tubular diffuser 48, produced

de préférence en un matériau bon conducteur de la cha- preferably made of a material which is a good conductor of the

leur tel que Le cuivre La surface extérieure du diffu- their such as copper The outer surface of the diffu-

seur 48 est en contact étroit avec la surface intérieure du tube 44, dans la partie de ce dernier servant de contreforme. Cet agencement permet d'assurer un chauffage efficace et uniforme du tube extérieur 44 dans toute sa partie utile pour le formage de la pièce A son extrémité opposée au bloc de régulation 26, le tube extérieur 44 est fermé par un embout 50 sur lequel peut Seur 48 is in close contact with the inner surface of the tube 44, in the part of the latter serving as a counterform. This arrangement makes it possible to ensure efficient and uniform heating of the outer tube 44 throughout its useful part for forming the part. At its end opposite to the regulating block 26, the outer tube 44 is closed by an end piece 50 on which can

notamment être fixé le diffuseur tubulaire 48. in particular be fixed the tubular diffuser 48.

Une rainure longitudinale formée sur la sur- A longitudinal groove formed on the surface

face extérieure du diffuseur tubulaire 48 permet égale- outer face of the tubular diffuser 48 also allows

ment de loger un thermocouple 52 servant à mesurer avec précision la température de la partie utile du tube housing a thermocouple 52 used to accurately measure the temperature of the useful part of the tube

extérieur 44 du mandrin.outside 44 of the mandrel.

La résistance électrique 46 ainsi que le ther- The electrical resistance 46 as well as the therm

mocouple 52 sont raccordés électriquement au bloc de mesure 26 par des conducteurs électriques 54 et 56, mocouple 52 are electrically connected to the measuring block 26 by electrical conductors 54 and 56,

terminés par des prises 58 et 60 qui viennent se raccor- terminated by sockets 58 and 60 which are connected

der sur des prises complémentaires 59 et 61 portées par der on complementary sockets 59 and 61 carried by

le plateau extérieur 36 du bloc de régulation 26. the outer plate 36 of the regulating block 26.

A l'intérieur du carter 30 de ce bloc, les prises 59 et 61 sont raccordées sur des conducteurs électriques 62 et 64 dont les extrémités opposées sont Inside the casing 30 of this block, the sockets 59 and 61 are connected to electrical conductors 62 and 64 whose opposite ends are

connectées sur un régulateur de température 66 au tra- connected to a temperature controller 66 through

vers d'un relai statique de régulation 84 Le régulateur to a static regulation relay 84 The regulator

84, placé approximativement au centre du carter 30 per- 84, placed approximately in the center of the housing 30 per-

met, sous le contrôle du thermocouple 52, de maintenir sensiblement constante la température du mandrin 24, puts, under the control of the thermocouple 52, to keep the temperature of the mandrel 24 substantially constant,

par exemple à plus ou moins 5 C, au moyen de la résis- for example at more or less 5 C, by means of the resis-

tance électrique 46.electric heater 46.

Le régulateur de température 66 est alimenté électriquement au travers d'un transformateur 68 par The temperature regulator 66 is electrically supplied through a transformer 68 by

une tension d'alimentation fournie par une source élec- a supply voltage supplied by an electric source

trique extérieure 70 (figure 1) La transmission du courant électrique entre la source extérieure fixe 70 external plate 70 (FIG. 1) The transmission of electric current between the fixed external source 70

et l'outillage rotatif 22 est assurée au moyen de char- and the rotary tool 22 is provided by means of

bons 72 portés par la poupée fixe 12 de la machine et faisant face à des collecteurs annulaires 74 montés dans un bloc isolant 75 logé dans la bride 30 a, du côté de la poupée fixe 12 Des conducteurs électriques 76 et 78 assurent respectivement la liaison entre la source good 72 carried by the headstock 12 of the machine and facing annular collectors 74 mounted in an insulating block 75 housed in the flange 30 a, on the side of the headstock 12 Electrical conductors 76 and 78 respectively provide the connection between source

et les charbons 72 et la liaison entre les collec- and the coals 72 and the connection between the collectors

teurs 74 et le tranformateur 68.74 and the transformer 68.

Le régulateur de température 66, le transfor- The temperature regulator 66, transforms it

mateur 68 et le relai 84 sont montés à l'intérieur du carter 30 sur un support 80 (figure 2) Ce support 80 porte également un ventilateur 82 qui est placé en face du régulateur 66 et du tranformateur 68, afin de les refroidir Ce ventilateur 82 est alimenté directement mateur 68 and the relay 84 are mounted inside the casing 30 on a support 80 (FIG. 2) This support 80 also carries a fan 82 which is placed opposite the regulator 66 and the transformer 68, in order to cool them This fan 82 is powered directly

par les conducteurs électriques 78. by electrical conductors 78.

Le carter 30 comporte de plus, à proximité The casing 30 further comprises, near

du régulateur 66, des trous de refroidissement 90. regulator 66, cooling holes 90.

De préférence, des informations électriques concernant notamment l'alimentation de la résistance électrique 46 sont transmises à un système d'affichage (non représenté) situé à l'extérieur, au travers d'au Preferably, electrical information relating in particular to the supply of the electrical resistance 46 is transmitted to a display system (not shown) located outside, through at least

moins un des collecteurs 74 et du charbon 72 associé. minus one of the collectors 74 and associated coal 72.

Afin de protéger le personnel vis-à-vis du courant électrique qui transite par les collecteurs 74 et les charbons 72, un capot de protection 88 est fixé sur la poupée fixée 12 et enferme les charbons 72 ainsi In order to protect personnel from the electric current which passes through the collectors 74 and the coals 72, a protective cover 88 is fixed on the fixed headstock 12 and encloses the coals 72 thus

que la bride tournante 30 a.that the rotating flange 30 a.

Grâce à l'outillage qui vient d'être décrit, il est possible de fabriquer par fluotournage à chaud des pièces réalisées dans des matériaux non malléables à température ambiante, tels que des alliages de titane Thanks to the tool that has just been described, it is possible to manufacture by hot-spinning parts made of non-malleable materials at room temperature, such as titanium alloys.

ou de tungstène ou que des matériaux composites à matri- or tungsten or that composite materials

ce métallique Pour cela, l'outillage 22 est fixé sur la broche 10 de la machine à l'aide des goujons 32, de la manière illustrée sur la figure 2 Une ébauche de pièce E (figure 1) est ensuite placée entre l'extrémité opposée du mandrin 24 et la contre-pointe 14 de la machine, qui fait office de serre-flanc L'ébauche se this metallic For this, the tool 22 is fixed to the spindle 10 of the machine using the studs 32, as illustrated in FIG. 2 A blank of part E (FIG. 1) is then placed between the end opposite of the mandrel 24 and the tailstock 14 of the machine, which acts as a clamp. The blank is

trouve ainsi solidarisée en rotation du mandrin 24. is thus secured in rotation with the mandrel 24.

Dans un premier temps, le mandrin 24 est chauffé par la résistance électrique 46 jusqu'à l'obten- tion d'une température uniforme sur toute la partie utile de ce mandrin Pour assurer cette uniformité de température, un palier de quelques minutes est marqué avant d'effectuer le fluotournage proprement dit.10 La température à laquelle le mandrin 24 est chauffé, qui est rég Lée au préalable sur le régulateur 66, correspond à la différence entre la température de formage du matériau constituant l'ébauche de pièce et la température d'échauffement de ce matériau résultant du fluotournage Ainsi, pour une pièce en alliage de titane aluminium dont la température de formage est voisine de 700 C, on chauffera le mandrin 24 à environ Firstly, the mandrel 24 is heated by the electrical resistance 46 until a uniform temperature is obtained over the entire useful part of this mandrel. To ensure this temperature uniformity, a plateau of a few minutes is marked. before carrying out the actual flow spinning. 10 The temperature at which the mandrel 24 is heated, which is set beforehand on the regulator 66, corresponds to the difference between the forming temperature of the material constituting the blank of the part and the temperature of heating of this material resulting from flow spinning Thus, for a piece of aluminum titanium alloy whose forming temperature is close to 700 C, the mandrel 24 will be heated to approximately

450 C, compte tenu du fait que l'élévation de tempéra- 450 C, taking into account that the rise in temperature

ture due au fluotournage proprement dit est voisine dans ture due to the flow forming process itself is close in

ce cas de 250 C.this case of 250 C.

Dans un deuxième temps, le fluotournage pro- Secondly, the flow-forming pro-

prement dit est effectué, comme l'illustre très schéma- prement said is carried out, as illustrated very schematically

tiquement la figure 1, en déformant plastiquement figure 1, by plastically deforming

l'ébauche de pièce E sur la surface extérieure du man- the blank of part E on the outer surface of the man-

drin 24 à l'aide des molettes 20, sous l'effet combiné de la rotation de l'outillage 22 et de la translation drin 24 using the knobs 20, under the combined effect of the rotation of the tool 22 and the translation

du chariot 18 porte-molettes.carriage 18 wheel holder.

Lorsque les molettes plaquent la pièce contre la surface extérieure du mandrin, cette pièce se trouve déjà à la température du mandrin, de sorte qu'il ne se When the knobs press the part against the external surface of the mandrel, this part is already at the temperature of the mandrel, so that it does not

produit pas de choc thermique l'échauffement supplémen- produces no thermal shock additional heating

taire produit par le fluotournage proprement dit permet the silence produced by the flow-forming process allows

à la matière d'atteindre une température juste suffisan- for the material to reach a just sufficient temperature

te pour que sa déformation se fasse sans fissuration so that its deformation is done without cracking

et sans risque de rupture.and without risk of rupture.

1 1 Cet échauffement supplémentaire qui se produit Lors de L'impact de La mo Lette ne dure que pendant un temps très court, de sorte que la pollution de La pièce 1 1 This additional heating which occurs during the impact of La mo Lette only lasts for a very short time, so that the pollution of the part

due à son échauffement est Limitée au strict minimum. due to overheating is Limited to the strict minimum.

Pendant toute La durée du f Luotournage, Le thermocouple 52 fournit au régulateur 66 les informa- tions permettant à ce dernier de maintenir La tempéra- ture du mandrin 24 à une valeur pratiquement constante, sous L'action de la résistance électrique 46.10 Bien entendu, l'invention n'est pas Limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemp Le, mais en couvre toutes les variantes Ainsi, La transmission de La puissance électrique depuis La source extérieure jusqu'au bloc de régulation 26 peut15 se faire d'une manière différente, par exemp Le au moyen de contacts électriques tournants De même, L'agencement du régulateur de température dans Le bloc de régulation 26 peut être réa Lisé différemment et les moyens de re- froidissement de ce bloc peuvent dans certains cas être Throughout the duration of the rotation, the thermocouple 52 provides the regulator 66 with the information enabling the latter to maintain the temperature of the mandrel 24 at a practically constant value, under the action of the electrical resistance. 46.10 Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example Le, but covers all the variants thereof. Thus, the transmission of electrical power from the external source to the control block 26 can be done in a different way, for example by means of rotary electrical contacts Similarly, the arrangement of the temperature regulator in the regulating block 26 can be carried out differently and the means for cooling this block can in some cases be

supprimés.deleted.

Claims

1 Flow-forming manufacturing process

hot of a part made of a non-malleable material at room temperature, characterized in that it consists

you place a workpiece blank on a heating mandrel (24), then spin the blank while

heating the mandrel to a temperature at which said material becomes malleable. 2 Method according to claim 1, character-

laughed at by the fact that the mandrel (24) is heated to a temperature substantially equal to the difference between a temperature allowing the formation of said material and a temperature for heating this material under the effect of flow spinning. 'any one of claims I and 2, characterized in that one heats

the mandrel (24) at a temperature regulated by regulating means (66) rotating with the mandrel. 4 Method according to any one of the claims

cations 1 to 3, characterized in that it is applied to the manufacture of a part made of titanium alloy,

and that the mandrel (24) is heated to a temperature of between approximately 400 C and approximately 500 C. 5 Tools for manufacturing by fluotour-

hot swimming of a part made of a non-malleable material at room temperature, characterized in that it comprises a mandrel (24) internally equipped with means

heating (46). 6 Tool according to claim 5, charac-

terrified by the fact that the mandrel (24) comprises a tube (44) whose inner surface is in contact with a diffuser (48) over its entire useful length, the means

heater (46) being placed inside the diffuser.

7 Tools according to any one of the res-

dications 5 and 6, characterized in that it further comprises means (66) for regulating the temperature of the heating means (46), placed in a casing (30)

attached to one end of the mandrel (24).

8 Tool according to claim 7, charac-

terrified by the fact that the heating means include

at least one electrical resistance (46) electrically connected to the temperature regulation means

(66), the latter being supplied by an external source

lower electric current (70), through a collector (74) carried by the casing (30) and coals

fixed (72).

9 Tools according to any one of the res-

dications 7 and 8, characterized in that the mandrel

(24) is fixed to the casing (30) interchangeably

ble, by removable fixing means (42).

Tooling according to any of the

vendications 7 to 9, characterized in that a thermally insulating member (38) is placed between the mandrel

(24) and the housing (30).

11 Tools according to any of the

Vendications 7 to 10, characterized in that cooling means (82) are placed in the housing (30), near the temperature regulation means (66), cooling holes (86) being further formed in the casing in front of these

temperature regulation means.