Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe]

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Message  levraidd le Jeu 16 Avr 2015, 14:39

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un petit projet de modélisation 3D sur Solidworks, j'ai dû modéliser 2 clés à pipe de type "wheel nut wrench" (dont l'utilisation première est le démontage de roues Wink).
En modélisant ces 2 pièces je n'ai pas arrêté de me questionner sur le process de fabrication de ce type de clé tout en me rendant compte que, je n'ai pas suffisement de conaissances en la matière pour déterminer la manière avec laquelle on fabrique de simples clés.

Il s'agit de ceci:
Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Img_4710
Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Img_4711
Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Img_4712

Comment puis-je déterminer les matériaux, pouvez-vous m'éclairer quant à la technique de fabrication de ces pièces?
A votre avis, serait-ce réalisé par forgeage à froid? Y a t-il eu de l'usinage (l'état de surface n'est pas des plus propre.).
Un cintrage j'imagine. Comment les empreintes sont-elle réalisées?

Vous comprendrez que je me pose pas mal de questions par hygiène mentale :)

Je pense que la première clé n'est autre qu'une clé OEM de chez BMW (bmw lug wrench sur notre ami gogol):

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] 28628_x800
Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] 28627_x800

Pouvez-vous m'éclairer?

Bonne journée!

levraidd
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Message  arsenic le Jeu 16 Avr 2015, 17:04

Bonjour,
Ces pièces sont en acier à haute résistance, trop coûteux à usiner, elles sont donc forgées à chaud, polies et chromées.
Salutations

arsenic
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Message  levraidd le Jeu 16 Avr 2015, 17:38

Bonjour,

Merci pour votre réponse.
Puis-je considérer qu'un acier haute résistance est, par exemple, un aliage Chrome-Vanadium ou encore Chrome-Molybdène?

Par exemple, les teintes des 2 clés me semblent différentes.
Une des deux semble plus "piquée" que la seconde. Est-il possible que se soit un acier de même type mais dont les éléments d'alliage se trouvent en proportion différentes?
Est-il possible a de déterminer le matériau utilisé l'aspect et à la teinte?

Quand vous dite que c'est trop coûteux à usiner, j'imagine que c'est en raison de l'usure importante des outils de coupe pour un acier de ce type (dureté trop élevée)?

Si je comprends bien, pour la mise en forme, on chauffe, on découpe un barreau, on emboutit une de ses extrémités via une matrice, on le ceintre et ensuite traitement de surface?

Merci pour votre expérience,

Bonne fin de journée!

levraidd
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Message  arsenic le Jeu 16 Avr 2015, 18:51

Bonjour,
C'est ce genre d'alliage, "vanasam" dit la pub, le forgeage minimise la perte de matière, presque tout est utilisé, juste quelques bavures perdues. L'alliage est difficile à différentier à la teinte, il faut l'analyser, faire une dureté Brinnel, etc. Mais ca n'a pas une importance décisive, il faut savoir juste si les clés sont de bon alloi (alliage) ou si c'est de la guimauve expansée qui se tord au premier effort ou qui se casse comme du verre. Vos intuitions sont parfaitement exactes, voyez quels seraient les coûts pour faire une clé au tour et à la fraiseuse (avec le dispositif à faire des trous hexagonaux) Et en plus à froid c'est du chien.
Salutations

arsenic
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Message  levraidd le Ven 17 Avr 2015, 10:51

Bonjour,

Ca me paraît clair, merci!

Je suis tombé une vidéo, retraçant la fabrication de douilles.
Pensez-vous que l'étape d'emboutissage de la tête des 2 clés dont nous parlons ici est réalisée de la même façon que pour les douilles sur cette vidéo?

Cette étape se situe plus ou moins à 0:40 de la vidéo.


Je pense alors que j'aurai toutes les réponses à mes interrogations.

Bonne journée!

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Message  arsenic le Ven 17 Avr 2015, 13:49

Bonjour,
Dans cette vidéo l'essentiel du processus semble être un forgeage et un usinage à froid, on voit nettement les pertes de matière par usinage et enlèvement de copeaux, ainsi que les gains de temps de l'usinage rapide avec des machines automatiques. En fin de cycle intervient le tritement thermique, le polissage et le chromage. Il est très intéressant de visiter autant d'usines qu'on le peux lors des portes ouvertes organisées par les établissements ou les chambres de métiers. On y apprend des tas de choses sur les processus réels.
Salutations

arsenic
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Message  levraidd le Ven 17 Avr 2015, 14:15

ok merci.

A bientôt

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Message  Bilbil le Dim 19 Avr 2015, 19:32

bonsoir,

pour ma part c'est super ta vidéo levraidd. rabbit rabbit

bonne soirée. cheers
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Message  kiki86 le Lun 20 Avr 2015, 11:25

bonjour
la matière de ces clés : 35 ou 45cd4 : acier employé par FACOM
ensuite
usinage d'une douille
poinçonnage à chaud ou brochage si trou débouchant

soudure de la queue sous gaz, fil prenant la trempe
retouche soudure
différents cintrage
ceci pour une petite série
sinon
forgeage de tête c.a.d diamètre extérieur de l’empreinte puis empreinte et marquage éventuel
polissage, traitements thermiques, sablage chromage

dans ton cas, tu as une ou deux pièces à réaliser
tu achètes une douille à ta cote tu fraise un carré dans un rond tu soude et tu retouche ta soudure
si ta soudure est bien faite le TTh ne sera peut être pas nécessaire
sinon trempe a l'huile à 900° et revenu à 675° dureté environ 80-90 kg

où tu laisse avec cet aspect où tu fait déchromer et chromer celle ci
cordialement





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Message  levraidd le Lun 20 Avr 2015, 11:49

Super les précisions!

Merci.

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Message  levraidd le Lun 20 Avr 2015, 14:57

Rebonjour,

Suivant quels paramètres le choix de conception portera-t-il sur un alliage reprenant du Vanadium, du molybdène ou les deux ensemble?
Si je ne m'abuse, 35 ou 45cd4 ne reprennent pas de Vanadium.

Bonne après-midi

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Message  kiki86 le Lun 20 Avr 2015, 19:26

tu as raison
dans l'acier pour douille il n'y a pas de vanadium
pendant 10 ans j'ai fabriqué pour FACOM des outils à main, en autres des clés spéciales pour automobiles

combien de clés a fabriquer ??
cordialement

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Message  kiki86 le Mar 21 Avr 2015, 09:47

bonjour
pour arsenic
le fait de forger des clés ou des douilles permet d'avoir surtout d'avoir une meilleur résistance : fibre non coupée

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Message  levraidd le Mar 21 Avr 2015, 11:57

Bonjour,

Heureux d'avoir un expert de chez Facom parmis mes corespondants :).
En réalité, j'aimerais retrouver le procédé de fabrication en série de ces clés et non de les fabriquer.
J'ai comme projet de faire une étude de la résistance du matériau avec Solidworks et redessiner le plan de fabrication complet pour une production en série.
J'essaie de m'imaginer le process de fabrication mais je n'ai pas l'expérience requise. J'ai modélisé en 3D ce que j'imagine sur base des informations que vous m'avez apportées.

Pouvez-vous me dire si ce qui suit est cohérent ou pas du tout?

Process que j'imagine pour la clé en Z (qui est peut-être incohérent)
Pour une production en série: forgeage (à froid ou à chaud?) en acier de type Chrome-molybdène comme chez Facom (pourquoi certains font-ils le choix d'un acier au Vanadium?).

On amène un barreau dans une matrice (diamètre correspondant à celui de la queue de la clé).
Il dépasse de la matrice de manière à disposer d'assez de matière pour le premier emboutissage (le concept est-il juste ou complètement à côté de la plaque):

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Step010

Premier emboutissage: forgeage de la tête -> diamètre extérieur

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Step_110

Second emvoutissage: empreinte 6 pans creux (j'ai imaginé un outil qui forme l'empreinte et le chanfrein extérieur en même temps mais ça me paraît utopique... Comment ce chanfrein du diamètre extérieur est-il réalisé? Il ne semble pas usiné.

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Step_210

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Step_310

Découpage de la tige à bonne longueur:

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Dycoup10

Cintrage 1

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Cintra10

Cintrage 2

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Cintra11

Chanfrein bout de queue?

Identification de technique de fabrication de ces 2 pièces [clés à pipe] Queue10

Polissage

Traitement thermique

Chromage

Vos avis?

Bonne journée!

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Message  kiki86 le Mar 21 Avr 2015, 20:43

bonsoir
je valide et tu as 16/20

tu refoules la tête dans une matrice pour avoir la forme extérieure de celle ci
il faut poinçonner un diamètre, en général plus grand que la cote sur plats (il faut que je retrouve mes docs)
suivant la mémoire d'un vieux je dirais  + 0.2/+0.5
poinçonnage de l'empreinte avec chanfrein
tout ceci a chaud avec un outillage mobile devant les différents poinçons
découpe  ....
reprise pour cylindrage de la tête et du raccordement sur la tige : c'est légèrement conique, : tour
chanfrein à l’extrémité : backstand
pliage
marquage
traitements thermiques
sablage
polissage tête pas obligatoire
traitement de surface
conditionnement

remarques
ta clé à pipe même processus
reprise sur machine qui retouche les 2 tètes en même temps
cintrage
si clé à pipe débouchée fraisage et cintrage
normalement c'est bon
à dispo pour d'autres questions ou éclaircissement
par contre ta clé "bizarre" c'est de l'automobile donc petite série
bon courage

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Message  kiki86 le Mar 21 Avr 2015, 23:49

re
pour une question plus en avant
l’oxydation de la clé à pipe vient seulement d'un mauvais chromage et n'engage en rien la qualité de l'acier

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Message  levraidd le Mer 22 Avr 2015, 11:10

Bonjour,

Merci pour votre expertise!
J'ai déjà plus d'informations que ce que j'espérais. Je suis donc déjà très satisfait!

Pour les quelques interrogations qu'il me reste (d'ordre plus théorique), je pense qu'il est possible de trouver la réponse sur le net.
Comme le contexte est bien posé, les voici tout de même:

1. Pourquoi certains fabriquent au Vanadium et d'autres non (récurent n'est-ce pas? :)) (je pense que le topic choix de l'acier est quelque chose d'assez difficile de manière générale.)
2. Que puis-je imaginer comme état de surface (Ra) pour l'opération de cylindrage au tour pour ce type de pièce (Ra=3,2?)
3. Que puis-je imaginer comme état de surface pour les opération de poiçonnage? Puis-je considérer l'équivalent d'un matricage à chaud Ra=6,3?
4. Faut-il renseigner un état de surface pour une opération au backstand?
5. Le traitement thermique pour ce genre d'outillage consiste t-il en une simple trempe ou faut-il un revenu supplémentaire?
6. Traitement de surface: pensez-vous qu'un chromage ne donnerait pas un aspect encore plus lisse que ce celui que présente ces clés? Y a t-il d'autres traitements de surface imaginable pour ce type de pièces?
7. Quel serait la température de chauffe pour les opérations d'emboutissage de la tête et les poiçonnages?
8. Je remarque que le fond des l'empreinte (6pans et 12 points) est légèrement dômé. A quoi cela peut-il être dû? Le boût du poinçon est-il dômé pour une pénétration plus adéquate?

Salutations et bonne journée!


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Message  kiki86 le Mer 22 Avr 2015, 20:54

ok les réponses vont venir laisse moi le temps de retrouver mes billes
cordialement

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Message  levraidd le Jeu 23 Avr 2015, 10:26

Pas de souci, merci beaucoup!

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Message  kiki86 le Ven 24 Avr 2015, 14:04

je viens de revisionner la vidéo
tu as toutes tes réponses
pour tes questions
1 effectivement chrome vanadium
2 je dirais oui
3 oui
pour ces deux questions je n'ai pas les comparateurs d’état de surface
4 non
5 trempe et revenu dureté environ 130 à 140 kgs
6 l’épaisseur de chrome ne recouvre pas les défauts il faut cuivrer, nickeler et chromer après nettoyage dégraissage des pièces
normalement le chrome est la meilleur protection contre l’oxydation pour ce genre de produit
7 sur la vidéo j'ai l'impression que l'usinage est fait à froid. sinon 600 à 700 °
8
cette forme permet de mieux refouler la matiere au lieu de la couper : resistance
bonne modelisation


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Message  levraidd le Ven 24 Avr 2015, 14:09

Super! Merci beaucoup.

Bonne après-midi!

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