Frettage Carbure/acier

[mimidav39]

Bonjour,

J'ai comme projet de fretter une matrice ronde en Métal dur dans une bague ronde en acier sauf que j'ai aucune connaissance dans ce domaine.

Pour commencer, quel acier dois-je utiliser pour la bague? Le Métal Dur est du VGH2
Quelle est le Ø de ma matrice si ma bague a un alésage Ø25?
Quel doit-être le ratio entre le Ø ext de la bague et l'alésage de celle-ci?

Merci de votre aide.

 

[Dodore]

je ne connais pas le VGH2
Tu dis « fretter » je pense que tu parles d’un emmanchement dur
il y a dans le formulaire adam page 52 et 53
une base sur les ajustements , tu peux déjà t’en inspirer
je propose un ajustement H7 p6 mais ça dépend du résultat recherché

 

[la goupille]

Bonjour
ceci se fait souvent brasé à l'argent.
Luc

 

[mimidav39]

J'aimerais chauffé la bague et refroidir la matrice pour en faire qu'une seule pièce.

 

[AlainDuRove]

J'aimerais chauffé la bague et refroidir la matrice pour en faire qu'une seule pièce.

Bonjour,

En général, pour des serrages "forts" (du genre accouplement fretté pour le passage de couples élevés) ont réalise un serrage de 1,6/1000 à 1,8/1000 du diamètre d’emmanchement.
Pour le calcul, tu peux partir sur une base de dilatation de ta bague de 12microns/degré/mètre ( il faut bien sur ajouter un jeu de montage).
Attention à la vitesse de montage qui doit être très rapide, surtout si ta bague est mince (elle va "prendre" la température très rapidement => il faut augmenter le jeu de montage).

 

[yvon29]

Bonjour

Si tu me donnes toutes les dimensions, je pourrai te calculer l'effort de poussée pour extraire (ou emmancher...) ainsi que les contraintes dans les pièces (ie la traction dans la bague)

 

[mimidav39]

Dimension de l'alésage de la bague Ø25int, Ø50ext ép.32mm.
Dimension de la matrice Øint je sais pas, c'est ce que je cherche, ép. 32mm.
Je vais chauffer ma bague à 300°.

 

[AlainDuRove]

Alors :
25 x 1.6/1000 = 0.04
25 x 1.8/1000 = 0.045

Cote de la bague : de 24.55mm à 24.60mm
Correction de la boulette : Cote de la bague : de 24.055mm à 24.060mm

Montabilité :
300°C = 0.09mm de dilatation
-18°C (mise au congélo de la matrice) = .0008mm de rétractation
Jeu total = environ 0.1mm
Jeu de montage = environ 0.05mm
ça passe mais faut pas dormir au montage ...

Pour info :

 

[Dodore]

J’y connais rien , mais il me semble avoir lu que le carbure avait très peu de fluctuations à la température

sur wiki on trouve ça mais je ne sais pas l’interpreter

Carbure de tungstène — Wikipédia

fr.wikipedia.org

Le carbure de tungstène a un point de fusion d'environ 2 870 °C et un point d'ébullition d'environ 6 000 °C à pression atmosphérique4. Sa conductivité thermique vaut 110 W·m-1·K-15 et son coefficient de dilatation thermiqueest de 5,5 μm·m-1·K-16.

 

[mimidav39]

Très intéressant ! Pouvez-vous mettre les détails des calculs (0.09mm de dilatation à 300°)?
0.1 de serrage ça vous paraît trop?

 

[AlainDuRove]

J’y connais rien , mais il me semble avoir lu que le carbure avait très peu de fluctuations à la température

sur wiki on trouve ça mais je ne sais pas l’interpreter

Carbure de tungstène — Wikipédia

fr.wikipedia.org

Le carbure de tungstène a un point de fusion d'environ 2 870 °C et un point d'ébullition d'environ 6 000 °C à pression atmosphérique4. Sa conductivité thermique vaut 110 W·m-1·K-15 et son coefficient de dilatation thermiqueest de 5,5 μm·m-1·K-16.

ça correspond à 5.5μm /degré/mètre,

En grattant, j'ai trouvé : 2.8 * 10-6 pour le carbure de silicium (SiC)

 

[AlainDuRove]

Très intéressant ! Pouvez-vous mettre les détails des calculs (0.09mm de dilatation à 300°)?
0.1 de serrage ça vous paraît trop?

Si on prend une dilatation de 12miconrs/degré/mètre pour l'acier :
votre pièce faite 25mm = 25/1000m = 0,025‬m
Vous chauffez à 300° => 300 x 12 x 0.025 = 90 microns

Pour le jeu, si vous usinez votre bague à 24.96mm, vous aurez un serrage de 0,04mm (j'édite le post précédent, j'ai fait une erreur ...)
Le reste de la dilatation est destiné au jeu de montage à chaud

Je ne connais pas les efforts en jeu pour votre application, je ne peux pas vous dire si le serrage sera suffisant.
Par contre pour des bagues minces, elles "consomment environ 80% du serrage, c'est à dire que dans la pratique vous n'aurez que 20% du serrage calculé.

Comme le dit @la goupille, peut-être qu'une brasure serait plus adaptée.

​

 

[yvon29]

re bonjour

en considérant un ajustement en h7 P6 ça doit faire un serrage maxi de 0,036 mm / mini de 0,015 mm

effort axial pour faire glisser en considérant acier 42DC4 pour les 2 pièces (je n'ai pas les caractéristiques du carbure de T ) et
pièce intérieure pleine
mini : 900 DaN
maxi : 4500 DaN

si pièce intérieure percée à 20 mm ;
mini : 520 DaN
maxi : 2600 DaN

le module d'Young semble être 2 fois plus élevé que celui de l'acier ... donc les efforts affichés doivent être majorées , peut être multipliées par 2

 

[kiki86]

Bonjour
ceci se fait souvent brasé à l'argent.
Luc

le frettage n'a pas besoin de brasure

 

[la goupille]

La brasure se passe de frettage.
Se sont bien deux techniques différentes.
Luc

 

[mimidav39]

Si on prend une dilatation de 12miconrs/degré/mètre pour l'acier :
votre pièce faite 25mm = 25/1000m = 0,025‬m
Vous chauffez à 300° => 300 x 12 x 0.025 = 90 microns

Pour le jeu, si vous usinez votre bague à 24.96mm, vous aurez un serrage de 0,04mm (j'édite le post précédent, j'ai fait une erreur ...)
Le reste de la dilatation est destiné au jeu de montage à chaud

Je ne connais pas les efforts en jeu pour votre application, je ne peux pas vous dire si le serrage sera suffisant.
Par contre pour des bagues minces, elles "consomment environ 80% du serrage, c'est à dire que dans la pratique vous n'aurez que 20% du serrage calculé.

Comme le dit @la goupille, peut-être qu'une brasure serait plus adaptée.

​

Actuellement j'ai un outil à suivre avec un poste ou j'embouti la bande pour faire un étage dans la pièce. Je tape à environ 43Tonnes.
Il y a donc à ce poste une matrice en Métal dur (VHG2). Le problème est que celle-ci se fissure au bout de 1000pcs. Je cherche donc une solution pour que la matrice dur plus longtemps. J'ai essayé d'autres nuances de métal dur sans succès. J'ai donc pensé au frettage sauf que je parts dans l'inconnu, le serrage qu'il faut, les efforts, le Ø extérieur de la bague, etc...

 

[AlainDuRove]

La brasure se passe de frettage.
Se sont bien deux techniques différentes.
Luc

Elles peuvent être complémentaires :
Le frettage pour assurer la tenue de la matrice et le brasage pour garantir le non defrettage sur le efforts

 

[Dodore]

Je ne suis pas un spécialiste de la soudure ou du brasage . Mais pour un brasage , il me semble qu’il faut de la place pour mettre la brasure , et quand c’est fretté il n’y a pas de place pour la brasure .. peut être sur la face ,mais sur la face çà ne sert à rien

 

[AlainDuRove]

Actuellement j'ai un outil à suivre avec un poste ou j'embouti la bande pour faire un étage dans la pièce. Je tape à environ 43Tonnes.
Il y a donc à ce poste une matrice en Métal dur (VHG2). Le problème est que celle-ci se fissure au bout de 1000pcs. Je cherche donc une solution pour que la matrice dur plus longtemps. J'ai essayé d'autres nuances de métal dur sans succès. J'ai donc pensé au frettage sauf que je parts dans l'inconnu, le serrage qu'il faut, les efforts, le Ø extérieur de la bague, etc...

Si j'ai bien compris, les efforts d'emboutissage sont repris par la plaque de choc ; si c'est ça, tu n'a pas de risque de defrettage. Pas contre, les efforts de poussée en emboutissage sont très importants, et je ne suis pas sur qu'un frettage soit suffisant pour "ceinturer" ta matrice

 

[AlainDuRove]

Je ne suis pas un spécialiste de la soudure ou du brasage . Mais pour un brasage , il me semble qu’il faut de la place pour mettre la brasure , et quand c’est fretté il n’y a pas de place pour la brasure .. peut être sur la face ,mais sur la face çà ne sert à rien

En général, quand on doit souder un ensemble fretté, on fait un chanfrein à 45° à la jonction des deux pièces pour pouvoir souder ou braser

 

[mimidav39]

Si j'ai bien compris, les efforts d'emboutissage sont repris par la plaque de choc ; si c'est ça, tu n'a pas de risque de defrettage. Pas contre, les efforts de poussée en emboutissage sont très importants, et je ne suis pas sur qu'un frettage soit suffisant pour "ceinturer" ta matrice

C'est bien ça. Je vais tester. Je posterai le résultat. Merci pour votre aide.

 

[la goupille]

Bonjour
Jeu de 0,02 à 0,1 pour les brasures très fluides Ag à 40% par ex.
Luc

 

[Jmr06]

Si j'ai bien compris, le poinçon fait 20 mm de diamètre et exerce un effort de 43 t. Cela fait une contrainte de 430000N/(pi.d²/4) = 73000 N/mm².
A ce niveau de contraintes, j'ai peur que les efforts de frettage soient bien négligeables.
On ne connait pas la forme de la matrice et du poinçon, mais j'imagine qu'ils sont bien étudié pour qu'à l'emboutissage il y ait bien le jeu nécessaire pour ne pas exercer trop d'efforts latérales sur la matrice ?
Une autre solution qui me semble intéressante à regarder est de prévoir un cône extérieur sur la matrice qui induit des efforts vers le centre au moment de l'emboutissage, comme sur le dessin ci-joint. Il faut un cône à faible pente sur la bague et la matrice et de bonne précision d'usinage. Je ne sais pas si tes précisions en hauteur permettent ce genre de géométrie.

 

[yvon29]

Bonjour

pour un bague de 25 / 50 ep 32 mm frettée sur un arbre en acier de même nature ( je n'ai pas d'info pour le carbure)

il faut mettre un serrage de ... 0,35 mm au diamètre pour obtenir env 43 tonnes de tenue en axial

Petit pb : ça conduit à une contrainte de traction circonférentielle de presque 100 hbar dans la bague !
et ça c'est en tolérances mini ... => une variation de 0.03 mm au diamètre conduit à 4 tonnes de plus (ou de moins) et 10% en plus également sur les contraintes !


pour info 25 x7 c'est : +101 / +88 microns

 

[Dodore]

..je n’ai pas trop compris comment fonctionnait son outil d’emboutisse et de poinçonnage . Mais j’ai bien peur qu’un emmanchement dur ne résiste pas à une force de 43 tonnes

 

[mimidav39]

Si j'ai bien compris, le poinçon fait 20 mm de diamètre et exerce un effort de 43 t. Cela fait une contrainte de 430000N/(pi.d²/4) = 73000 N/mm².
A ce niveau de contraintes, j'ai peur que les efforts de frettage soient bien négligeables.
On ne connait pas la forme de la matrice et du poinçon, mais j'imagine qu'ils sont bien étudié pour qu'à l'emboutissage il y ait bien le jeu nécessaire pour ne pas exercer trop d'efforts latérales sur la matrice ?
Une autre solution qui me semble intéressante à regarder est de prévoir un cône extérieur sur la matrice qui induit des efforts vers le centre au moment de l'emboutissage, comme sur le dessin ci-joint. Il faut un cône à faible pente sur la bague et la matrice et de bonne précision d'usinage. Je ne sais pas si tes précisions en hauteur permettent ce genre de géométrie.
Voir la pièce jointe 819359

Matrice et poinçon ronds. Ma bande ép.0.5 est de l'acier et j'emboutie un étage à 0.25.
+ je dois faire monter 3 pieds.